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液舱晃荡及其对船舶运动的影响研究
| 论文题名： | 液舱晃荡及其对船舶运动的影响研究 |
| 关键词： | 液货船舶;液舱晃荡;船舶荷载;流体力学 |
| 摘要： | 液舱晃荡由载液船舶运动引起，产生的晃荡力（矩）又作用于载液船舶，影响船舶的运动姿态。随着载液船舶（如LNG、FPSO、FLNG等）的大型化及其作业效率和作业安全性要求的不断提高，液舱晃荡及其引起的船舶运动问题愈加突出。解决该问题，涉及到三个方面的内容:船舶运动，液舱晃荡，液舱晃荡与船舶运动耦合。 本文将船舶运动与液舱晃荡分开求解，分别对两者进行深入地探讨研究后，然后在频域内建立了考虑晃荡影响的船舶运动方程:首先基于三维势流理论和波浪辐射/衍射理论，介绍了ANSYS AQWA软件程序进行船舶水动力学计算的相关理论，奠定了船舶运动预报的理论依据，同时为液舱晃荡模拟采用简谐激励的选取提供理论依据;基于VOF法，利用ANSYS FLUENT对液舱晃荡进行数值模拟，并与理论计算、模型实验的结果进行对比，论证了数值模拟方法的准确性;并且依据该数值模拟方法，以二维矩形舱为例，对液舱晃荡力（矩）展开研究，提出并对比论证了将非线性的液舱晃荡力（矩）进行简谐化处理的一阶Fourier拟合方法，在此基础上，深入分析了液舱晃荡力（矩）及其与液舱运动相位差随相关参数的变化规律;液舱晃荡力（矩）的研究表明晃荡力（矩）幅值和相位差与液舱运动频率存在一一对应的函数关系，为液舱晃荡水动力系数的频域求解提供可行性;将液舱晃荡水动力系数的频域求解方法与船舶运动的频域求解方法相结合，建立了考虑晃荡影响的船舶频域运动方程，并以一艘加载单个液舱的LNG船为例，论证了该方法可行性，通过对比不同工况下的船舶运动响应，说明由于液舱晃荡的存在，船舶的共振频率出现偏移现象，且液舱载况不同，对船舶运动影响也不相同。 |
| 作者： | 赵小西 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 岳前进 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2014 |
| 正文语种： | 中文 |
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