考虑晃荡效应的独立B型LNG液舱结构多目标优化

2016-10-12王德禹

海洋工程 2016年2期

关键词：优化结构

王元，王德禹

(1.上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海 200240； 2.高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海 200240)

考虑晃荡效应的独立B型LNG液舱结构多目标优化

王元1,2，王德禹1,2

(1.上海交通大学海洋工程国家重点实验室,上海 200240； 2.高新船舶与深海开发装备协同创新中心,上海 200240)

独立B型LNG液舱内部设置舱壁板材及多种桁材，有效缓解了液舱晃荡效应。针对晃荡载荷下的独立B型LNG液舱结构多目标优化，利用规范中的公式计算晃荡载荷，并引入液舱晃荡系数，以期综合反映液舱内部构件对晃荡特性的影响，在此基础上进一步建立以液舱结构重量和液舱晃荡系数为目标的多目标优化模型，采用多目标遗传算法(NCGA)，计算得到改进的独立B型LNG液舱结构设计方案。

独立B型LNG液舱；晃荡效应；多目标优化；多目标遗传算法

Abstract:SPB (Self-supporting Prismatic-shape type B) LNG tanks are designed with internal bulkheads and girders to reduce liquid sloshing resonances in the tanks.The present research aims to give a structural multi-objective optimization for the SPB LNG tanks under sloshing pressure.Sloshing loads are calculated according to formulas recommended in rules.Sloshing coefficient,which is related to internal girders of tanks,is defined and introduced as one of the objectives combined with tank weight.The structural multi-objective optimization model of SPB LNG tank is established and performed based on NCGA algorithm.Numerical results show that an improved scantling design of SPB LNG tanks is achieved.

Keywords:SPB LNG tank; sloshing pressure; multi-objective optimization; NCGA

LNG船根据液舱围护系统的不同可分为薄膜型和独立液舱型两种，其中独立液舱型又有A型、B型和C型三种。独立B型LNG液舱结构如图1所示，与其它液舱围护系统相比，独立B型LNG液舱设置了内舱壁板，具有良好的抗晃荡性能，有效缓解了液舱晃荡效应，保证了运输过程中液舱在部分装载时的结构安全[1-2]。LNG船液舱内部温度低至零下163摄氏度，对结构材料有特殊要求[3-4]。本文独立B型LNG液舱采用耐低温的9%镍钢。