大型LNG船液舱晃荡结构动响应研究
2012-10-20祁恩荣陈小平
舰船科学技术 2012年4期
滕 蓓,祁恩荣,陆 晔,陈小平
(1.江苏省无锡交通高等职业技术学校,江苏 无锡 214151;2.中国船舶科学研究中心,江苏 无锡 214082)
0 引言
日益强化的环保意识和不断减少的石油长期可利用性突出了天然气作为主要能源的重要性。在经历长期稳步增长后,液化天然气(LNG)市场目前已进入快速成长期,表现在浮式生产和储存装置以及LNG运输概念的重大发展。一方面由于薄膜型LNG船具有优良的航运经济性,其市场占有率已达54%;另一方面由于船舶大型化带来经济效益的规模效应,标准船型的舱容已从125 km3扩大到150 km3(JAPAN MAX),而准卡塔尔船型(Q-FLEX)和卡塔尔船型(Q-MAX)的舱容已分别高达215 km3和265 km3。此外,新贸易方式和近海装卸激发了对大型LNG船部分装载营运的需求。为了研发大型薄膜型LNG船,必须保证液舱支持和围护结构在准静态和冲击晃荡载荷作用下具有足够的疲劳和极限强度,在船舶尺度和营运状态与传统条件发生很大变化的情况下晃荡研究显得尤为重要。
所谓晃荡是指部分装载的液舱内带有自由表面的液体在外界激励下的运动,当外界激励频率接近液体的固有频率(特别是最低阶的固有频率)时,液体的运动会非常剧烈,并对液舱壁产生强烈的冲击,严重时还会导致结构的失效及破坏,文献[1-2]报道了由晃荡冲击力引起的LNG船结构损伤。液舱晃荡研究方法可以归纳为理论分析、模型试验和数值模拟3类[3-4]。挪威船级社是最早发表液化汽船规范的船级社,拥有先进的晃荡试验装置,可以1/20的缩尺比进行直到250 km3舱容的LNG船晃荡模型试验[5]。……
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