液货晃荡对双壳油船碰撞性能的影响研究.pdf

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1、第29卷第6期2016年12月中国修船CHINASHIPREPAIRV01．29No．6Dec．2016液货晃荡对双壳油船碰撞性能的影响研究吴文锋，杨雨滨，卢金树，邓佳佳，朱发新(浙江海洋大学海运与港航建筑工程学院，浙江舟山316022)摘要：利用ANSYS／LS—DYNA分析载货情形下的双壳油船发生碰撞导致舱内液货发生晃荡时，晃荡载荷对舷侧结构碰撞性能的影响，并将所得结果与空载状态下的碰撞事故进行比对，发现液体晃荡对碰撞性能的影响主要体现在当撞击船接触到被撞击船内壳时，舱内液体动能较大，对碰撞性能产生显著影响，舱内液货能有效吸收撞击船的撞击能量，使得撞击速度

2、快速下降，同时由于舱内液货与舱壁之间的耦合作用，使得碰撞力增大，导致内壳受损更为严重，造成内壳提前破裂。关键词：船舶碰撞；流固耦合：液货晃荡；数值模拟中图分类号：U661．42doi：10．13352／j．issn．1001—8328．2016．06．003Abstract：TheANSYS／LS—DYNAwasusedtostudytheeffectofsloshingloadonship-shipcollisionwhichresultedinliquidcargosloshing．Comparedwiththelightcondition，theinfl

3、uenceofliquidsloshingontheimpactperformanceisfoundmainlyreflectedintheimpactwhenthestickingshiphadbeenattachedtothestruckship§in—nershellwithlargekineticenergyofliquid．Asignificantimpactontheperformanceofthecollisionshowsthattheliquidcargocouldeffectivelyabsorbtheimpactenergyofthest

4、rikingship，whichmadethecollidevelocityde-creasedrapidly．Atthesametime，duetothecouplingofliquidcargocompartmentandthebulkheadbetweenthecollisionforce，theincreasedcollisiondamagedtheinnershellseriously，resultingtheshellrupturedinadvance，Keywords：ship-shipcollision；fluid—structurecoupl

5、ing；liquidsloshig；numericalsimulation油船碰撞持续时间较短，且涵盖多种非线性问题，无疑增大了探索相关科学问题的难度。油船碰撞其本质上是一个流固耦合的问题¨j，对于载有液体的双壳油船而言，这种流固耦合同时存在于船体外部及船体内部区域。对于载货油船而言，其具备碰撞持续时间短、产生的撞击能量大、舱内液货会在短时间内发生液货晃荡等特点。据KrisqanT的船模试验表明BJ，液舱载货发生船舶碰撞时，液体晃荡产生的晃荡冲击能量会对船舶碰撞性能造成显著影响，在撞击能量作用下，被撞击船船身韵晃动会导致舱内液体的晃荡，甚至会产生巨大的瞬间晃荡

6、冲击能量，该能量对被撞击船造成的损伤主要在于对液货舱舱壁的冲击作用及晃荡压力对舱壁造成的局部损伤。因此，研究液货晃荡对双壳油船碰撞性能的影响对于增强船舶安全和保护环境具有十分重要的意义。以往对油船碰撞的仿真研究中，几乎未考虑到液舱中液体与舱壁结构的相互耦合作用，即忽视了液货的影响口矗J。随着对船舶碰撞问题的深入研究，有学者已开始研究装载液货的双壳油船碰撞损伤机理。娜日萨等归-JoJ运用数值分析方法分析了VLCC液舱满载情形下液货发生晃荡的全过程，并对晃荡作用下的船体结构强度进行评估。张爱年等ll¨运用ANSYS／LS—DYNA数值软件，采用3种不同的数值仿真方

7、法对碰撞过程中满载状态下油舱内流固耦合作用进行研究，根据研究结果可知，在基金质昼：浙江省自然科学基金青年基金(LQl6E090093，LQl4E090001)；舟山市科技局项舀(2015C41009)作者简介：吴文锋(1984一)，男，江西上饶人，讲师，博士，主要从事船舶安全与防污染研究。·10-2016年第6期吴文锋，等：液货晃荡对双壳油船碰撞性能的影响研究第29卷实际工程运用中，可采用拉格朗日一欧拉算法，不仅能够满足实际工程的精度需求还能大大缩减数值计算所需时间。张延昌等运用MSC．Dytran有限元软件分析了VLCC在满载、压载工况下的碰撞损伤特性，但缺

8、乏舱内液体晃荡的直观展示及舱内液货未满