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独立C型液货舱制荡装置设计研究
| 论文题名： | 独立C型液货舱制荡装置设计研究 |
| 关键词： | 液化天然气船舶;独立C型货舱;制荡装置;晃荡现象;设计参数;计算流体动力学 |
| 摘要： | 液化天然气(LNG)作为一种高效的清洁能源在现代社会得到了广泛应用，其相关技术也在飞速发展。LNG的水路运输变得越来越重要，随着沿江运输网络的发展，小型LNG船舶应用更加广泛。独立C型液货舱是一种符合压力容器规范的，可用于中小型LNG船舶的理想储运装置，为了保证船舶和液货舱的安全，在设计阶段一般需要进行液货舱的晃荡分析，在必要的情况下还要设置制荡装置对液舱结构进行保护。 晃荡问题的研究由来已久，国内外的学者在晃荡问题方面做了大量工作，从现象到机理，通过理论分析、模型实验以及数值模拟等方法进行了相关研究。综合前人的研究可以发现，对于二维几何模型的研究，以及三维简单几何形状模型的研究占绝大多数，其中主要针对矩形液舱以及棱柱型液舱，而专门针对独立C型货舱所开展的晃荡研究非常少，在液货舱设计阶段可以参考的内容也很少。 综上，本文采用CFD商业软件数值模拟和模型实验相结合的方法，针对独立C型液货舱的晃荡问题进行研究。在总结前人研究的理论和方法的基础上，选择新一代CFD软件STAR-CCM+作为计算工具对晃荡现象进行数值模拟。 为了开展模型实验，大连理工大学船舶CAD工程中心设计了一套用于独立C型液货舱晃荡研究的实验装置，其中包括六自由度运动平台、模型实验罐以及压力采集设备。利用实验装置，对独立C型液货舱在不同载液率下的晃荡进行了模型实验，得到了一系列工况下典型监测点的压力数据。同时，利用STAR-CCM+对相同的工况进行了数值模拟，通过结果的对比验证了数值模拟方法的有效性。 对于小型LNG加注船，其装载率可以在空载和满载之间任意变化，这就需要在液货舱内安装制荡装置减小其晃荡载荷。本文提出了一种新型制荡装置，并基于数值计算得到的晃荡载荷，对新型制荡装置的设计参数进行了研究，给出了一组制荡效果较好的设计参数，并按照此设计参数，制造出制荡装置，安装在液舱内进行模型实验，进一步验证了装置的制荡效果和数值模拟方法的有效性。 |
| 作者： | 武超然 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 陈明 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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