冲击载荷作用下LNG燃料罐防波板参数多目标优化
2021-10-11马寒阳董金善
船舶力学 2021年9期
关键词:优化
马寒阳,董金善
(1.南京工业大学机械与动力工程学院,南京 211816;2.华东理工大学机械与动力工程学院,上海 200237)
0 引 言
船用LNG燃料罐作为一种移动式低温压力容器,在运行的过程中不仅要承受内外压载荷,还会受到由于惯性力或碰撞引起的液体冲击载荷。冲击载荷引发的液体晃动现象会带来不利的影响:一方面,对燃料罐结构产生冲击载荷;另一方面,液体的大幅晃动将会改变载荷分布,产生附加的力和力矩,从而降低船的行驶稳定性。因此,开展船用LNG储罐内液体晃动的数值方法研究及防波板的设计具有重要的学术价值和工程指导意义。目前,晃荡问题主要从理论、实验和模拟三个方向进行研究。Li[1]研究了直接时域理论和间接时域理论对船舶运动的时延函数的影响,结果表明间接时域理论在处理无航速和较低航速工况下显得更加高效实用;杨志勋[2]采用二维八边形舱晃荡模型进行了实验,利用广义极值分布、三参Weibull分布和两参Weibull分布预测了晃荡荷载峰值;Elahi[3]使用VOF方法研究了直线加速度和角加速度作用下二维燃料罐的晃荡问题,并与理论计算和SPH方法进行了对比,证实了VOF方法的准确性。
防波板的安装能够有效地减少燃料罐封头承受的压力,提高内外罐间径向支撑结构环氧玻璃钢的支撑能力。国内外学者对防波板进行了大量的研究:Kim[4]利用神经网络和遗传算法对矩形容器在平移载荷作用下的防波板进行分析,得到了防波板的最佳安装高度;……
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