液艙晃蕩及其對船舶運(yùn)動的影響研究.pdf

1、液艙晃蕩由載液船舶運(yùn)動引起，產(chǎn)生的晃蕩力（矩）又作用于載液船舶，影響船舶的運(yùn)動姿態(tài)。隨著載液船舶（如LNG、FPSO、FLNG等）的大型化及其作業(yè)效率和作業(yè)安全性要求的不斷提高，液艙晃蕩及其引起的船舶運(yùn)動問題愈加突出。解決該問題，涉及到三個方面的內(nèi)容:船舶運(yùn)動，液艙晃蕩，液艙晃蕩與船舶運(yùn)動耦合。
　　本文將船舶運(yùn)動與液艙晃蕩分開求解，分別對兩者進(jìn)行深入地探討研究后，然后在頻域內(nèi)建立了考慮晃蕩影響的船舶運(yùn)動方程:首先基于三維勢流理論

2、和波浪輻射/衍射理論，介紹了ANSYS AQWA軟件程序進(jìn)行船舶水動力學(xué)計算的相關(guān)理論，奠定了船舶運(yùn)動預(yù)報的理論依據(jù)，同時為液艙晃蕩模擬采用簡諧激勵的選取提供理論依據(jù);基于VOF法，利用ANSYS FLUENT對液艙晃蕩進(jìn)行數(shù)值模擬，并與理論計算、模型實驗的結(jié)果進(jìn)行對比，論證了數(shù)值模擬方法的準(zhǔn)確性;并且依據(jù)該數(shù)值模擬方法，以二維矩形艙為例，對液艙晃蕩力（矩）展開研究，提出并對比論證了將非線性的液艙晃蕩力（矩）進(jìn)行簡諧化處理的一階Four

3、ier擬合方法，在此基礎(chǔ)上，深入分析了液艙晃蕩力（矩）及其與液艙運(yùn)動相位差隨相關(guān)參數(shù)的變化規(guī)律;液艙晃蕩力（矩）的研究表明晃蕩力（矩）幅值和相位差與液艙運(yùn)動頻率存在一一對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系，為液艙晃蕩水動力系數(shù)的頻域求解提供可行性;將液艙晃蕩水動力系數(shù)的頻域求解方法與船舶運(yùn)動的頻域求解方法相結(jié)合，建立了考慮晃蕩影響的船舶頻域運(yùn)動方程，并以一艘加載單個液艙的LNG船為例，論證了該方法可行性，通過對比不同工況下的船舶運(yùn)動響應(yīng)，說明由于液艙晃蕩的存