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原文传递弹性液舱内液体晃荡特性研究

论文题名：	弹性液舱内液体晃荡特性研究
关键词：	双壳油轮;弹性液舱;液体晃荡载荷;数值模型
摘要：	日益增长的载液船舶的需求使其运输的安全性在业界备受关注。此类船舶部分装载的工况使其在航行中可能发生剧烈晃荡,晃荡呈强烈的非线性特点,产生的砰击压力脉冲既不简谐也不周期,大小也不能确切预知。由晃荡引起的冲击压力可以引起舱壁结构的破坏,在恶劣海况下也会影响到船舶的稳性。精确预报液体晃荡载荷是载液船舶安全使用的首要条件,也是载液船舶设计过程中的重要步骤。目前,各国学者关于晃荡的研究绝大多数都是针对刚性液舱展开的,由于流固耦合问题的复杂性,弹性液舱内晃荡现象的研究极为少见。本文在大量阅读国内外相关文献的基础上,主要完成了以下几个方面的工作: 　　1)按照刚性液舱内液体晃荡特性研究,耦合船体运动的液舱晃荡特性研究,耦合挡板的液舱晃荡特性研究,弹性液舱内液体晃荡特性研究四个方面分类,对近五年国内外晃荡研究现状进行较为全面的综述; 　　2)建立弹性液舱晃荡的数学模型,即流体运动基本方程,结构运动方程及边界条件。并提出有限体积法/显式积分求解法/任意拉格朗日欧拉法三者相结合的这一流固耦合问题的数值解法; 　　3)提出基于瞬态动力学软件MSC.Dytran分析弹性液舱晃荡的数值模型,总结出一套行之有效的计算弹性液舱晃荡的方法流程; 　　4)结合《双壳油轮规范》相关内容,对一31.6万吨超大型油轮(VLCC)实船弹性液舱进行晃荡模拟。利用Matlab编制低通滤波程序,将滤波后的基于MSC.Dytran软件计算的刚化液舱晃荡载荷结果与 CFD计算结果相比对,验证本文提出方法的正确性及可行性; 　　5)计算并分析舱壁厚度、外部激励参数、装载率等因素变化对弹性液舱内晃荡载荷与响应产生的影响; 　　6)将结构响应转化到频域范围,对弹性液舱内晃荡现象的产生给出合理解释。
作者：	刘艳敏
专业：	船舶与海洋结构物设计与制造
导师：	朱仁庆
授予学位：	硕士
授予学位单位：	江苏科技大学
学位年度：	2012
正文语种：	中文