[发明专利]考虑晃荡载荷的LNG独立C型液货舱结构分析方法

摘要

一种考虑晃荡载荷的LNG独立C型液货舱结构分析方法，属于船舶与海洋工程领域。其步骤为：1)将实船LNG独立C型舱简化为基于CFD计算的理论模型；2)确定计算工况，作为计算的输入条件；3)对理论模型进行网格划分，并指定边界条件，选择湍流和多相流模型，使用CFD数值模拟的方法求解出计算模型流场结果；4)建立实船LNG独立C型舱的结构分析模型；5)将结构分析模型进行网格划分，指定结构的材料参数，并建立约束条件；6)流场计算结果作为结构分析模型的载荷；7)对结构分析模型进行求解，其计算结果可指导LNG独立C型舱的优化设计。通过数值计算进行LNG独立C型舱的晃荡载荷分析，在精确预报晃荡载荷的同时，分析晃荡载荷对结构强度的影响，形成了船用LNG独立C型舱的设计方法。

主权项

一种考虑晃荡载荷的LNG独立C型液货舱结构分析方法，其特征是：所述方法包含以下步骤：(1)基于实船LNG独立C型舱，建立CFD计算理论模型；CFD计算理论模型包括对实船LNG独立C型舱内影响流体流动的加强环、制荡舱壁模型，加强环、制荡舱壁模型在CFD计算理论模型中，简化为忽略厚度且无流水孔的面模型；(2)按照设计工况，确定激励晃荡的运动形式，以及激励幅值与激励频率，并使用数学函数进行表达，作为激励晃荡的输入条件；(3)对建立的CFD计算理论模型进行网格划分，并指定整个CFD计算理论模型的边界条件；确定舱内LNG的液态及气态的物理参数，选择湍流模型、多相流模型；基于CFD理论进行数值模拟计算，得到模型内部的流场情况，提取计算结果；湍流模型、多相流模型分别使用考虑旋转流的双方程湍流模型以及表达相间明确分界面的多相流模型；(4)对实船LNG独立C型舱建立结构分析计算模型；结构分析计算模型除LNG独立C型舱体外，还包含LNG独立C型舱的结构支撑构件：加强环、加强筋以及鞍座；(5)对结构分析模型进行网格划分，按照实船LNG独立C型舱的结构材料属性，进行材料参数的输入，依照实船LNG独立C型舱的结构形式建立约束条件；(6)将步骤(3)计算出的流场结果加入至结构分析模型对应的位置，作为结构分析的晃荡载荷；晃荡载荷按照网格节点的坐标位置，将载荷导入至结构分析模型中；(7)利用有限元的离散方式对结构分析模型进行求解，并将计算得出的应力和变形分析结果用于实船LNG独立C型舱的结构优化设计。