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内河薄膜型LNG运输船方案设计及碰撞性能研究
| 论文题名： | 内河薄膜型LNG运输船方案设计及碰撞性能研究 |
| 关键词： | 天然气运输船;耐撞性能;围护结构 |
| 摘要： | 随着全球能源形势日趋紧张，人们逐渐把目光投向清洁、优质、高效的天然气。当前国内只有用于海运的大型LNG运输船，内河小型运输市场还处于萌芽阶段，开发新型船舶可以有效缓解内陆居民对天然气的需求。同时，经济的迅猛发展带来内河航道的拥挤，发生碰撞事故的概率增加，而LNG运输船一旦发生碰撞，将带来环境污染、人员伤亡、经济损失等严重后果。因此，在开发内河小型LNG运输船的过程中，开展相关碰撞性能的研究具有重要意义。 本文主要对内河薄膜型LNG运输船进行方案设计，并针对舷侧碰撞性能开展一系列的研究。首先，在船舶使用要求的基础上确定主尺度及主要布置方案，并基于IGC规则，对薄膜型液舱设计的关键要素进行论述；接着，在验证了数值仿真方法有效性的基础上，开展了薄膜型和独立C型两种舱型的LNG运输船碰撞性能对比分析；最后，系统研究不同碰撞参数对薄膜型LNG运输船碰撞性能的影响规律，并得出极限速度与撞击质量之间的回归公式。本文主要研究内容如下： （1）概述了LNG运输船6种典型的液舱形式以及新型液舱，总结归纳了相关法规规范，为后文开展方案设计研究打下基础；对船舶碰撞的基本理论以及船体结构有限元建模处理技巧进行了详细阐述； （2）针对内河2000m3LNG运输船开展了方案设计。确定船舶主尺度及总布置方案，在此基础上，完成了艏部、货舱区、艉部的结构布局设计，并针对液货舱区域进行了结构规范计算；接着，分别从液舱选型、几何尺寸及布置、设计蒸气压力、设计温度、围护系统等方面阐述了薄膜型液舱的设计要点； （3）基于Sang-Rai Cho加筋板碰撞试验，运用ABAQUS有限元软件进行数值模拟，验证了本文仿真计算方法的准确性；接着分别建立了薄膜型和独立C型两种舱型碰撞模型，讨论了不同围护系统的材料属性、约束方式、建模特点以及失效模式，对比分析了结构响应的异同，揭示了薄膜型LNG运输船在碰撞性能方面的优越性； （4）通过改变撞击速度、撞击质量、撞击角度，研究不同碰撞参数对薄膜型LNG运输船耐撞性能的影响规律。研究发现，当撞击质量和撞击速度增大到一定值时，围护系统的失效时间和吸能将不再改变；撞击角度90°是碰撞最危险的情况。得到极限速度和撞击质量之间的回归公式，为内河船舶限速提供一定的理论依据。 |
| 作者： | 刘娟 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 王庆丰 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 江苏科技大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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