《船载液化矿粉晃荡特性的数值仿真与实验研究》.pdf

《《船载液化矿粉晃荡特性的数值仿真与实验研究》.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、第37卷第5期舰船科学技术Vo1．37，No．52015年5月SHIPSCIENCEANDTECHNOLOGYMay，2015船载液化矿粉晃荡特性的数值仿真与实验研究丁峻宏，金允龙，李根国，王惠，管陈(1．上海超级计算中心，上海201203；2．上海船舶运输科学研究所，上海200135)摘要：近年来，以镍矿粉为代表的易流态化货物在海上运输中由于矿粉随船舶持续晃荡形成液化流动导致沉船的事故时有发生。本文首先基于常见船舱结构尺寸建立三维船载液化矿粉数值模型，然后利用高性能计算机和CFD软件Fluent模拟分析数个周期内矿

2、粉随船舱横摇时的运动变化规律，并对更长时间内矿粉货物受晃荡影响产生单侧堆积现象加剧趋势进行模拟分析。此外，通过室内小比例模型进一步考察研究液化矿粉晃荡的形成过程，并通过实验数据和对应小比例数值模型计算结果的对比，对研究手段和数据的准确性进行相互验证。研究结果旨在为矿粉货物的远洋运输安全和相关沉船成因分析提供依据和参考。关键词：易流态化货物；镍矿粉；自由液面；晃荡；数值模拟；模型实验中图分类号：TP391．9；U661．3；U674．1341文献标识码：A文章编号：1672—7649(20l5)05—0036—06do

3、i：10．3404／j．issn．1672—7649．2015．05．007NumericalsimulationandexperimentstudyofsloshingcharacteristicsofshipborneliquefiedorepowderDINGJun．hong，JINYun．1ong，LIGen．guo，WANGHui，GUANChen(1．ShanghaiSupercomputerCenter，Shanghai201203，China；2．ShanghaiShipandShippingRese

4、archInstitute，Shanghai200135，China)Abstract：Marinetransportationofcargoeswhichmayliquefy，typicallyrepresentedbynickelorepowder，isconnectedwithshipwreckincidentshappenedoccasionallyduetoliquefactionandflowbehaviorinrecentyears．Thispaperfirstlyestablishedathree—d

5、imensionalnumericalmodelbasedoncommoncabinsizes，andsimulatedthemovementandchangeregularityoforepowderalongwithcabininseveralperiodsbyusinghigh—performancecomputerandaCFDsoftwareFluent．Itwasalsoanalyzedthathowthesloshingorepowdershowedanintensifyingtendencytoacc

6、umulateononesideinlongertime．Furthermore，anindoorsmall—scalemodelwasusedtoinvestigatethegradualsloshingcharacteristicsofliquefiedorepowder，andtheaccuracyofdataacquiredbythesetwomethodsweremutuallyauthenticatedbycomparison．Allthefindingswereaimedtoprovide~undati

7、onandreferenceforoceantransportationsafetyoforepowdercargoandcapsizingcausesofrelevantships．Keywords：cargoeswhichmayliquefy；nickelorepowder；freesurface；sloshing；numericalsimulation；modelexperiment输安全始终是一个重大问题，最近几年里海难事故0引言时有发生。对于事故原因有多方面的探讨，当前中国作为世界上最大的镍生产国和消费国，

8、每比较一致的判断是认为此类易流态化货物水分超标年从海外进口大量的镍矿矿粉，但镍矿粉的远洋运时，随着船舶在海上运输过程中受颠簸晃荡，会逐收稿日期：2014—06—09；修回日期：2014一O7—30基金项目：国家高技术研究发展计划(863计划)资助项目(2012AA01A308)；国家重点基础研究发展计划资助项目(2012CB723804)作者简