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LNG船运动与载荷计算方法研究

作　者: 郭宇
导　师: 石德新
学　校: 哈尔滨工程大学
专　业: 船舶与海洋结构物设计制造
关键词: LNG船液舱晃荡耦合边界元法 CFD方法
分类号: U662.2
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

LNG船在液货部分装载工况下,液舱晃荡与船体运动之间存在显著的耦合作用,因而,充分考虑液舱晃荡效应,对于准确预报船体运动与载荷具有重要的意义。目前国内对该问题的研究主要集中在理论方法上,对实船的计算分析很少。本文考虑液舱晃荡对船体运动产生的影响,将现有的三维线性频域波浪载荷计算方法加以扩展,对船体运动响应进行了计算;以计算所得液舱运动作为激励输入,采用CFD方法模拟了液舱内的流体运动,并对舱壁处流体压力变化进行了预报,从而形成了一套适用于LNG船运动与波浪载荷预报的方法。本文主要内容有:1)考虑液舱内液体微幅运动,在线性势流理论的基础上,采用边界元法,应用自由面格林函数,计算液舱晃荡引起的六个自由度的附加水动力系数;2)考虑液舱与船体之间的耦合,将附加水动力系数添加到原始运动方程中,建立并求解新的运动方程,将计算结果与未考虑液舱晃荡情况的船体运动响应进行了比较;3)采用CFD方法模拟液舱晃荡运动。建立并应用有限体积法离散N-S方程,选择标准k -ε湍流模型,采用VOF法追踪自由液面变化,壁面区采用壁面函数法中的标准壁面条件,编制UDF并结合动网格技术,模拟液舱横摇运动并预报舱壁压力变化。4)采用本文方法对一艘LNG船的运动与液舱压力进行了计算,将计算结果与文献提供的计算值进行了比较,从而验证本文方法的正确性。

LNG船运动与载荷计算方法研究

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