壁面结构形状对流体晃荡影响的数值研究
2021-10-11卫志军杜祥璞邹国良吴锤结翟钢军
船舶力学 2021年9期
卫志军,杜祥璞,邹国良,吴锤结,翟钢军
(1.大连理工大学a.海岸和近海工程国家重点实验室,b.航空航天学院,辽宁 大连 116023;2.南京水利科学研究院水文水资源与水利工程科学国家重点实验室,南京 210029)
0 引 言
中国的海洋油气资源储量丰富,向南海石油开发进军,是我国对南海海域实行管制的战略措施,还可以增加我国的石油产量和巨大的经济利益。浮式液化天然气(Floating Liquified Natural Gas,FLNG)终端具有开采周期短、可独立作业、可根据实际开采油气田生产状况灵活配置、无需管道输送、可回收和可运移等特点,非常适合我国南海深远海油气田开发[1]。特殊浮式开采平台的吨位和液舱容积越来越大,且无任何载液率限制,这不仅影响船舶的运动[2-3],导致流体对储舱结构产生较大的晃荡甚至砰击载荷,进一步引起舱壁结构强度失效,甚至浮式平台失稳[4-8]。因此如何合理有效地抑制储舱内流体晃荡是亟待解决的工程科学问题。
国内外学者针对如何抑制流体晃荡开展了一系列研究,主要采用在液舱内增设阻晃隔板或者在自由液面加设浮式装置的方式。在液舱内加阻晃隔板方面,Akyildiz等[9]研究了不同位置的压力分布以及3D效应对液体晃动的影响。薛米安等[10]通过实验在液舱中间加不同形式隔板并监测舱壁的冲击压力。Kandasamy等[11]数值模拟研究了三维液舱不同填装水平下,横向、斜向、常规、局部纵向和横向加速度作用下挡板设计的有效性。卫志军等[12]通过模型试验研究了近二维浅水条件下,液舱在大振幅简谐侧向激振作用和高固体率的垂直阻晃隔板作用下的砰击现象。……
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