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计及流固耦合效应的液舱晃荡数值模拟方法研究
Investigation to the Numerical Simulation Approach for Sloshing in tanks considering Fluid-Structure Interaction
【Author】 Xu Guo-hui,Gu Xue-kang(China Ship Scientific Research Center,Wuxi,Jiangsu 214082,China)
【机构】 中国船舶科学研究中心;
【摘要】 为了研究大型化后LNG船液舱围护系统结构弹性对液舱内晃荡冲击压力的影响,采用基于显式时间积分方法的有限元/有限体积法程序模拟流体和结构的运动和变形及其相互作用。首先论述了数值模拟方法及其重要相关参数,以二维矩形刚性液舱模型为例模拟晃荡,得到的结果分别与计算流体程序和试验的结果比较,论证了该数值计算方案的可行性。进一步进行了三维刚性和三维弹性模型的液舱晃荡分析,比较不同模型对液体运动和舱壁冲击压力的影响。本文研究结果对液舱结构晃荡冲击载荷评估具有参考价值。
【Abstract】 To study the effect of elastic structures in the containment system on sloshing impact pressures,a numerical approach with fluid-structure coupling technique based on explicit time integral FEM/FVM is developed for simulating motions of flow and fluid-structure interaction.The numerical approach with important parameters is addressed first and is applied to 2D rigid rectangular tank case.The computational results are validated against CFD results and existing experimental data,showing good agreement.Then sloshing simulations in 3D rigid and elastic rectangular tank cases are carried out and the different effects on liquid motions in the tank and impact pressures on the walls are discussed.The results are meaningful to sloshing loads evaluation.
【Key words】 LNG carrier; sloshing; impact pressure; FSI; numerical simulation;
- 【会议录名称】 中国钢结构协会海洋钢结构分会2010年学术会议暨第六届理事会第三次会议论文集
- 【会议名称】中国钢结构协会海洋钢结构分会2010年学术会议暨第六届理事会第三次会议
- 【会议时间】2010-09-01
- 【会议地点】中国河南洛阳
- 【分类号】U661.4
- 【主办单位】中国钢结构协会海洋钢结构分会、中国船舶重工集团公司第七○二研究所