甄长文，吴文锋，朱柯壁，张建伟，卢金树

(浙江海洋大学 船舶与机电工程学院，浙江 舟山 316022)

液体晃荡是一种极为复杂的流体运动形式，它具有高度的非线性和随机性。油船在营运过程中，受海浪影响，舱内原油随船舶摇晃而发生晃荡，晃荡对液舱壁面产生的拍击压力可能会造成结构损坏，因此，有必要研究油船舱内原油的晃荡特征及预报舱壁晃荡压力的大小问题。

蔡忠华等[1]利用试验与数值模拟相结合的方法，探究共振频率下LNG船液舱晃荡的晃荡特征，其中液体选取的是水；张书谊等[2]利用Fluent软件探究了横荡激励条件下，二维矩形舱内不同水深与不同激励频率下自由液面的变化情况；刘文夫[3]等利用水做模型试验，研究了计及弹性支撑效应下刚性舱内液体的晃荡特征。上述学者研究了共振与非共振频率下液舱晃荡的特征，但液舱内液体采用水这种低黏流体，与油船液舱晃荡不相符。

本文在考虑共振频率下，结合RNG-k-ε与多相流模型，模拟油船舱内原油晃荡过程。通过分析自由液面波高历时曲线与左侧壁液面波动变化，以及不同点处的晃荡压力，得出油船舱内原油的晃荡特征。

1 数值模型

本文采用黏性流理论求解油船原油舱内非定常流体晃荡运动，采用有限体积法计算模拟晃荡流体的非线性现象。假设液舱为刚性舱，舱内流体为不可压缩黏性流体，同时假定流体在晃荡过程中始终保持温度不变。

1.1 控制方程

连续性方程：

(1)

动量方程：