船舶與船舶液艙晃蕩耦合運(yùn)動(dòng)分析.pdf

1、隨著LNG、FPSO、FLNG等液貨船的發(fā)展,如何準(zhǔn)確計(jì)算液貨艙對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)的影響成為越來越值得關(guān)注的問題。本文根據(jù)MARINE實(shí)驗(yàn)室的船舶水動(dòng)力實(shí)驗(yàn),結(jié)合數(shù)值計(jì)算,對(duì)船舶與液貨艙的耦合運(yùn)動(dòng)進(jìn)行了較為詳細(xì)的研究,歸納起來主要開展了以下幾個(gè)方面的工作:
　　1.液貨艙晃蕩運(yùn)動(dòng)的數(shù)值分析。利用CFD軟件Fluent對(duì)不同形式的液艙晃蕩運(yùn)動(dòng)進(jìn)行仿真計(jì)算,通過對(duì)比仿真結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果,驗(yàn)證了數(shù)值仿真方法的準(zhǔn)確性;通過對(duì)比分析二維液艙與三維液艙

2、的晃蕩,發(fā)現(xiàn)當(dāng)液艙的長(zhǎng)寬比大于1時(shí),二維模型能夠較準(zhǔn)確的模擬液艙橫蕩運(yùn)動(dòng),該結(jié)論可以推廣到橫搖運(yùn)動(dòng);通過對(duì)不同網(wǎng)格、時(shí)間步長(zhǎng)的大尺寸的液艙模型進(jìn)行數(shù)值計(jì)算對(duì)比,確定了實(shí)際尺寸船舶液艙晃蕩計(jì)算的網(wǎng)格尺寸和時(shí)間步長(zhǎng),并為計(jì)算實(shí)際船舶液艙晃蕩問題提供了一定的參考。
　　2.液艙與船舶耦合運(yùn)動(dòng)的頻域分析。本文通過理論推導(dǎo)得到了液艙晃蕩與船舶耦合運(yùn)動(dòng)的頻域方程,利用水動(dòng)力學(xué)軟件計(jì)算得到船舶與液艙的水動(dòng)力學(xué)參數(shù),將該參數(shù)代入方程得到船舶的頻域

3、運(yùn)動(dòng)響應(yīng),并且將計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)做了對(duì)比,確定了系統(tǒng)的線性阻尼比,討論了液艙液深晃蕩對(duì)船舶運(yùn)動(dòng)的影響。
　　3.液艙與船舶耦合運(yùn)動(dòng)的時(shí)域分析。本文通過理論推導(dǎo)得到了液艙晃蕩與船舶耦合運(yùn)動(dòng)的時(shí)域方程,利用IRF(ImpulseResponseFunction)法得到船舶時(shí)域輻射力,采用傅里葉逆變換將頻域的波浪力轉(zhuǎn)換到時(shí)域,利用CFD軟件Fluent計(jì)算液艙晃蕩時(shí)域載荷。通過將時(shí)域結(jié)果、頻域結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析,證實(shí)該方法能夠提高計(jì)算