本文關鍵詞：LNG船模運動響應數(shù)值計算與試驗研究　出處：《華中科技大學》2015年碩士論文　論文類型：學位論文

  更多相關文章： LNG Rankine面元法 波浪中運動 六自由度 預報

【摘要】：隨著能源需求的增加和人們環(huán)保意識的增強,天然氣作為一種清潔能源越來越受到青睞。對于液化天然氣的海上長距離運輸,LNG船無疑是最有效、最經濟的選擇。耐波性作為船舶安全性能的一個重要指標,船舶在波浪中的劇烈搖蕩運動會影響其運營效率和安全性能,因此在船舶的設計和運營過程中是必須考慮其耐波性能。通過數(shù)值計算可以得到LNG船在波浪中的運動響應,可以在其設計過程中提供參考,而且計算得到的運動響應可以為研究液艙晃蕩載荷時提供運動加載。本文采用三維時域Rankine源數(shù)值方法對LNG船有航速時在波浪中的運動響應進行了研究,主要包括以下內容:(1)Rankine源數(shù)值方法驗證。應用Rankine源方法計算了Wigley II型和III型船在規(guī)則波中的運動響應,探討了N-K(Neumann-Kelvin)線性化和D-B(Double-body)線性化這兩種自由面處理方法對計算結果的影響。將計算結果與試驗結果進行了對比,兩者吻合較好,證明了該方法的可靠性。對于中橫剖面系數(shù)較大的Wigley II船型,D-B線性化方法的計算結果與試驗結果更接近。對于細長船型(比如WigleyIII型船),航速為Fr=0.2時的計算結果與試驗結果吻合很好,航速為Fr=0.3、0.4時峰值區(qū)域誤差在可接受的范圍�？傮w來說,D-B線性化方法的計算結果更加準確。(2)基于Rankine源面元法對LNG船在波浪中運動響應進行了研究。文中采用線性方法和非線性方法,在時域中計算不同浪向和航速情況下LNG船在規(guī)則波中的縱搖、升沉、橫搖等運動響應,并通過傅里葉變換得到運動響應傳遞函數(shù)曲線。航速19.5Kn的運動響應曲線與17.5Kn的響應曲線基本吻合,這說明航速對運動響應曲線影響不是很明顯。浪向對運動響應比較明顯,其中橫浪情況下的升沉、橫搖、橫蕩最大,迎浪時縱搖最大。在短波時非線性因素對計算結果的影響不明顯,在長波時運動響應呈一定的非線性。(3)根據(jù)試驗規(guī)程開展了LNG船模的耐波性試驗,并應用譜分析的方法進行了實船預報。文中將試驗結果與數(shù)值計算結果進行了對比,兩者變化規(guī)律比較吻合,進一步證明Rankine源方法用于計算船舶運動響應的可行性�；谧V分析方法,采用JONSWAP譜對LNG船在規(guī)則波中的計算結果進行預報,得到了不同浪級情況下運動有義幅值。
[Abstract]:With the increase of energy demand and people's awareness of environmental protection, natural gas as a clean energy is more and more popular. Long distance transportation for liquefied natural gas ship at sea, LNG is undoubtedly the most effective, the most economical choice. As a ship seakeeping performance and safety of the important indicators, violent motions of ships in the the waves will influence the operation efficiency and safety performance, so in the design and operation of the ship must be considered. The seakeeping performance can be obtained through numerical calculation of response of a LNG ship in wave motion, can provide a reference in the design process, and calculate the motion response can provide motion loading for research sloshing load. This paper adopts three-dimensional time domain Rankine source numerical method for LNG ship speed of response to the movement of the wave is studied, mainly includes the following contents: (1) Rankine Verify the source numerical method. Using Rankine method to calculate the response of the source Wigley II type and III type ship in regular waves, discusses N-K (Neumann-Kelvin) and D-B (Double-body) linear linear free surface treatment method of these two kinds of effect on the calculation results. The calculation results were compared with the experimental results. A good agreement between them, proves the reliability of the method. The Wigley II hull midship section coefficient of the calculation results, the linear D-B method and experimental results closer to the slender ship. (such as the WigleyIII, speed boat) Fr= 0.2 when the calculation results agree well with the test results, the speed is Fr=0.3,0.4 the peak area of the error in the acceptable range. In general, calculation of D-B linearization method results more accurate. (2) Rankine source panel method was used to study the LNG ship motion in waves using the line based on response. Method and nonlinear method, the calculation of different waves in the time domain and speeds LNG ship in regular waves in pitch, heave response, roll, and get the motion response transfer function curve by Fourier transform. The movement speed of 19.5Kn response curve and 17.5Kn response curve is consistent, which shows that the speed of movement of the response curve of the effect is not obvious. The wave motion response is more obvious, the sea under the condition of heave, roll, yaw, yinglang when pitching. In short wave maximum nonlinear factors on the calculation result is not obvious, the movement in the long wave response is nonlinear. (3) according to the test procedures carried out seakeeping test ship model LNG, and using the method of spectrum analysis of real ship forecast results. The test results were compared with the numerical calculation, the change rule is consistent, further evidence The feasibility of the Rankine source method is applied to calculate the ship's motion response. Based on the spectral analysis method, the JONSWAP spectrum is used to predict the calculated results of the LNG ship in regular waves, and the meaningful amplitude of motion is obtained under different wave levels.

【學位授予單位】：華中科技大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：U661.7

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本文編號：1368329