基于實(shí)驗(yàn)的LNG液艙晃蕩沖擊荷載特征分析研究.pdf

1、浮式液化天然氣生產(chǎn)裝備（FLNG）/液態(tài)天然氣船（LNG Ship）是海洋工程油氣開(kāi)發(fā)領(lǐng)域重點(diǎn)發(fā)展的關(guān)鍵裝備，在未來(lái)的海洋LNG(-163℃)開(kāi)采以及全球范圍運(yùn)輸中都扮演著重要的角色。而GTT薄膜型儲(chǔ)液艙作為L(zhǎng)NG的存儲(chǔ)設(shè)備，是FLNG/LNG船不可或缺的關(guān)鍵組成部分之一。但是，當(dāng)開(kāi)采過(guò)程中LNG處于部分裝載時(shí)，晃蕩問(wèn)題成為液艙設(shè)計(jì)重要的考慮因素。
　　目前對(duì)于大型儲(chǔ)液艙晃蕩問(wèn)題的研究主要依托室內(nèi)模型晃蕩實(shí)驗(yàn)方法。本文充分調(diào)研國(guó)內(nèi)

2、外基于Froude相似準(zhǔn)則的晃蕩實(shí)驗(yàn)方法和沖擊荷載比尺效應(yīng)研究，以及晃蕩荷載非線(xiàn)性特征的頻域分析與預(yù)測(cè)方法。考慮現(xiàn)有工作的不足之處，首先，建立了室內(nèi)模型晃蕩實(shí)驗(yàn)體系，并基于三個(gè)不同比尺的GTT模型儲(chǔ)液艙開(kāi)展比尺效應(yīng)實(shí)驗(yàn)研究。通過(guò)采用Froude相似準(zhǔn)則將所測(cè)沖擊峰值進(jìn)行還原，并作超越概率統(tǒng)計(jì)分析和三參數(shù)Weibull分布擬合。結(jié)果表明采用Froude相似準(zhǔn)則將模型結(jié)果還原到原型是一種保守的方法，同時(shí)，氣液密度比是影響比尺效應(yīng)的重要因素，

3、并提出比尺效應(yīng)的量化方法和補(bǔ)償措施。
　　考慮晃蕩荷載時(shí)間歷程的強(qiáng)非線(xiàn)性特征，基于大比尺儲(chǔ)液艙模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果，引入希爾伯特-黃變換（HHT）-經(jīng)驗(yàn)?zāi)B(tài)分解(EMD)方法對(duì)晃蕩壓力時(shí)程曲線(xiàn)進(jìn)行頻域分析，剖析荷載信號(hào)的特征尺度和瞬時(shí)頻率信息。結(jié)果表明，晃蕩壓力時(shí)程高階分量代表著高頻噪聲部分，中高階分量為晃蕩荷載的主要能量組成，而低階分量為液面的晃動(dòng)趨勢(shì);并在此基礎(chǔ)上重新過(guò)濾得到了去除噪聲的晃蕩壓力時(shí)程。最后，本文引入自回歸移動(dòng)平均過(guò)程模