【摘要】： 液艙晃蕩問題常常存在于裝有液容器的運載工具或工程結(jié)構(gòu)物中,例如船舶的液貨艙、燃油艙以及海上儲油罐等。隨著石油開發(fā)力度的不斷加大,出現(xiàn)了導(dǎo)管架儲油平臺等,因此,導(dǎo)管架儲油平臺的儲油艙內(nèi)也存在液體晃蕩問題。當(dāng)液艙的激勵頻率與艙內(nèi)液體固有振動頻率相近的時候,液體對艙壁結(jié)構(gòu)產(chǎn)生強烈的沖擊力,長時間作用會損壞艙壁結(jié)構(gòu)。所以,液體晃蕩載荷的分析及其對艙壁結(jié)構(gòu)的作用成為導(dǎo)管架儲油平臺研發(fā)、設(shè)計時需考慮的問題之一。 晃蕩問題是非常復(fù)雜的液體流動現(xiàn)象,它具有很強的非線性和隨機性特征,是典型的流固耦合問題。影響晃蕩的因素很多,如:液艙的形狀及尺寸、內(nèi)部構(gòu)件、液體裝載率、液體屬性等。本文研究的主要內(nèi)容是通過得到導(dǎo)管架儲油平臺在波浪中的響應(yīng),以此作為激勵,運用LS-DYNA程序,對導(dǎo)管架儲油平臺的儲油艙液體晃蕩情況進行仿真模擬,并討論了不同裝載率、不同激勵頻率等對液體晃蕩的影響,主要工作內(nèi)容如下: 首先,本文闡述了研究晃蕩的三種方法,并討論了它們的優(yōu)缺點,從流體運動方式的描述、控制方程的離散以及自由液面的追蹤這三個方面詳細闡述了數(shù)值模擬方法的原理。重點討論了基于有限差分法的晃蕩分析的原理、步驟及響應(yīng)的特點。 其次,闡述了利用半經(jīng)驗半理論的莫里森方程及Airy線性波理論推導(dǎo)出線性化波浪力力譜,然后通過動力響應(yīng)分析得到導(dǎo)管架儲油平臺的最大位移響應(yīng),以此作為晃蕩數(shù)值模擬的激勵條件。 最后,利用LS-DYNA分析了導(dǎo)管架儲油平臺液艙不同裝載率水平下的晃蕩,得到了晃蕩動壓力時程曲線、流體表面速度矢量圖及自由表面波動圖,討論了不同的激勵頻率對晃蕩的影響;并分析了晃蕩動壓力及溫度對艙壁結(jié)構(gòu)的作用,得到了晃蕩應(yīng)力及溫度應(yīng)力的量級。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2009
【分類號】：P752

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 胡建祥;曹亦農(nóng);高健;王曉U，

本文編號：2596775