MARK III 型LNG模拟舱结构安全评估及优化设计研究

液化天然气（Liquefied Natural Gas）运输船的建造技术复杂，货物维护系统（Cargo Containment System） 种类繁多，船上 LNG 常采用低温高压的储藏方式，该方式对储舱结构强度以及货物维护系统的 变形要求非常高。本文采用有限元方法， 对根据行业规范设计的 MARK III 型 LNG 模拟舱结构进行结构 强度安全性评估，并在满足 LNG 模拟舱结构承载能力要求的基础上，对 MARK III 型 LNG 模拟舱进行结 构优化设计研究，为今后 MARK III 型 LNG 运输船的船体结构设计和优化提供可靠的技术支撑。     

独立B型LNG船液舱结构晃荡强度研究

采用直接计算法对170 000 m3LNG船的液舱晃荡强度进行评估。建立独立B型LNG船液舱有限元模型,按DNV相应规范计算晃荡载荷并进行结构安全评估。通过使用块单元和接地弹簧单元分别对垫块进行模拟,对比液舱结构在相同晃荡载荷作用下的响应,研究这2种模拟方式对独立B型LNG(SPB型)液舱结构晃荡强度分析的影响。分析结果可为独立B型LNG船(SPB型)的液舱结构晃荡强度评估、液舱结构优化提供有效依据,对同类LNG船的设计开发具有参考意义。     

C型独立液货舱LNG舱段分析方法研究

C型独立液货舱LNG运输船在其运营期间,要遭受多种复杂载荷的联合作用,这对其整体强度尤其是货舱区结构的可靠性及安全性提出了很高的要求。本文基于CCS相关规范,对C型独立液货舱段的结构直接计算进行研究,得到其载荷计算方法,并针对液货罐与鞍座连接形式的模拟方法进行了不同的尝试与比较。最后通过对一LNG运输船实际算例的分析,得到一套合适、准确的舱段有限元直接计算方法,为LNG运输船货舱结构的设计与校核提出了合理的建议。     

双燃料PCC船LNG燃油舱破舱强度计算研究

双燃料汽车运输船(PCC)一般要求在破舱情况下还能保证LNG燃油舱的完整性,但由于PCC船具有破舱吃水远远大于设计吃水的特点,导致LNG燃油舱在破舱时将会承受非常大的水压,目前各船级社规范均没有对这种情况给出明确的计算要求和计算方法。文章提出一种采用NAPA读取破舱吃水并拟合得到相应的最大破舱吃水,从而确定破舱载荷的方法 ;以某双燃料PCC船为案例,利用有限元分析方法对该PCC船的LNG燃油舱在破舱下的结构强度进行计算。经验证,该船的LNG燃油舱结构强度满足要求。     

85kDWT双燃料散货船LNG作为主燃料与续航力的影响分析

针对以液化天然气(LNG)作为85kDWT双燃料散货船主燃料使用,研究和分析LNG储存舱舱容和船舶续航力的计算方法,得出主燃料为LNG时所配置燃油舱、轻柴油(MGO)舱和LNG舱的舱容最小技术参数,满足船舶能效设计指数(EEDI)第三阶段和续航力的要求,为设计人员设计类似船舶的LNG储存舱容积计算提供参考和借鉴.     

独立B型LNG船液舱晃荡强度分析方法

为了保证液舱舱容大且无装载限制的新型独立B型LNG船在晃荡载荷下的强度满足使用要求,提出液舱结构晃荡强度直接分析方法。采用规范公式确定液舱晃荡载荷,根据该方法对液舱模型进行粗网格分析,进行典型区域横摇工况下超出应力许用值的精细网格分析。结果表明,该方法可以对独立液舱晃荡强度进行有效评估,其中的精细网格计算结果可真实反映高应力梯度区域的应力情况。分析结果可为液舱晃荡强度评估、液舱结构优化以及同类LNG船的设计开发提供参考。     

独立B型LNG船液舱晃荡强度分析方法

为了保证液舱舱容大且无装载限制的新型独立B型LNG船在晃荡载荷下的强度满足使用要求,提出液舱结构晃荡强度直接分析方法.采用规范公式确定液舱晃荡载荷,根据该方法对液舱模型进行粗网格分析,进行典型区域横摇工况下超出应力许用值的精细网格分析.结果表明,该方法可以对独立液舱晃荡强度进行有效评估,其中的精细网格计算结果可真实反映高应力梯度区域的应力情况.分析结果可为液舱晃荡强度评估、液舱结构优化以及同类LNG船的设计开发提供参考.     

CAE技术在LNG船结构设计中的应用

本文以147,000m^3LNG船为对象,介绍了应用ABS船级社的SAFEHULL计算软件以及ANSYS计算软件,进行舱段有限元和全船有限元强度计算的过程,以及对该船进行40年疲劳寿命的疲劳强度校核的过程。根据计算结果,得出船体结构的应力分布和变形,对船体结构进行优化和加强,保证船体结构和货物围护系统（薄膜）的应力水平满足规范要求和专利公司（GTT）的相关规定。     

LNG船液舱围护系统结构极限承载力研究

在船舶尺度和营运状态与传统条件发生很大变化的情况下,大型液化天然气船(LNG)液舱晃荡研究显得尤为重要。本文首先介绍了LNG船液舱围护系统的结构特点,然后以15.68万立方LNG船液舱围护系统结构为对象,采用非线性有限元方法计算其极限强度,并比较分析3种边界条件下的结果,最后用试验和解析公式验证本文方法是可行的,适用于工程设计。     

LNG船舷侧碰撞损伤场景下的极限强度研究

液化天然气(LNG)船的船体极限强度是衡量其安全性及环境适应性的重要指标。LNG船在受到撞击损伤后的安全性,不仅取决于船体结构的剩余极限强度,还取决于其围护系统中的绝缘箱能否在船体损伤状态下承受结构变形所引起的应力载荷。利用有限元数值仿真技术和ABAQUS软件,建立LNG船液舱围护系统以及舱段的有限元模型,模拟LNG船舷侧受撞击场景。在碰撞损伤基础上,对含有液舱围护系统的LNG船舱段开展极限强度研究,获取LNG船舱段结构的极限承载能力。研究发现在船体达到极限强度状态之前,液舱围护系统不会失效。     

船用LNG储罐的疲劳强度分析研究

LNG储罐受到惯性力载荷的作用,其结构强度需要进行评估,但由于其几何形状及边界条件复杂,一直缺乏相应的评估体系。提出LNG储罐疲劳分析的一般方法,以某LNG储罐为例,进行了疲劳损伤的计算及校核分析,对单元选择、模型简化、约束定义、载荷施加等给出了指导性意见,并探讨了储罐的布置方向对疲劳损伤计算的影响,研究结果表明,储罐沿船舶纵向布置时对结构设计的要求较高,应尽量选择横向布置方式。     

VLCC船LNG燃料储罐的设计

针对中东至国内典型航线的VLCC船舶进行了LNG动力船储罐的选型与设计,给出了LNG的加注时机方案、基于降速下的燃料消耗的计算方法、储罐的选型与选材及结构设计计算和强度计算等。并对船用LNG储罐的强度进行严谨的计算,其结果在允许的要求范围内。因此,研究不仅对超大型LNG动力船储罐的选型和设计有很好的指导意义,而且为未来开展LNG动力船的研究打下良好的基础。     

独立罐型LNG船温度场分析及应用

以某安装B型独立罐的液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)船为例,按照《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》(简称《IGC规则》)、美国海岸警卫队(USCG)规则(简称USCG规则)和船级社规范的相关要求,研究该船的温度场计算方法和流程、材料导热系数和对流系数的取值及纵向构件、横向强框和横舱壁的温度场分布。分析该船在《IGC规则》和USCG规则环境工况下的温度场分布和钢等级选取,研究该船LNG日蒸发率的计算,得出对独立罐型LNG船的温度场分析和应用有意义的结果。     

液化天然气船货舱内部压力研究

LNG船的货舱内部压力应按照IGC规则的要求进行计算。其中,无因次加速度合成方法和横稳心高(GM值)是影响货舱内部压力的重要因素。IGC规则允许采用2种方法来进行无因次加速度的合成:二维加速度椭圆合成法和三维加速度椭球合成法。针对某22万m3薄膜型LNG船,编制了载荷计算电子表格,比较了这2种加速度合成方法导致的货舱内部压力的差异,电子表格计算结果与船级社相应计算软件的结果相一致。另外,就GM值对货舱内部压力的影响进行了讨论。     

30000方LNG船液货舱传热分析

针对国内第一艘在建中小型TYPE C型LNG船,提出了其货舱温度场的分析模型。基于工程传热学的原理,应用VBA计算程序,计算得到了各关键点的温度分布与热流密度,并与液货罐供应商TGE集团的报告对比。结果表明：若参数值相同,则计算值与报告值完全吻合。这说明,计算模型正确。这能够为TYPE C型液货舱的传热分析尤其是控制LNG蒸发率提供有力的指导。     

薄膜型LNG船横向隔离舱温度场分析的简化算法

国内针对薄膜型LNG船的温度场分析中,纵向构件及空间的计算结果已能保证一定的计算精度,但对于横向隔离舱通常未予关注,或计算结果与某薄膜型围护系统设备商（如GTT）的差异较大。文中针对薄膜型LNG船的横向隔离舱进行温度场分析,提出一种简化的计算方法,并研究归纳了一组自然对流系数的简化公式。通过和GTT提供的结果对比,证明该方法可行,且能保证一定的计算精度。     

LNG加注船液货舱区域温度场有限元分析

以6 000 m3 C型独立式液货舱液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)加注船为研究对象,利用Patran软件的热分析模块,使用有限元法对液货舱区域温度场进行数值模拟.计算过程主要考虑传导和对流,对计算模型加以合理简化,根据热力学理论计算出热对流换热系数,使用Patran软件建模并进行有限元...     

液化天然气罐式集装箱水路运输试验及分析

为了评估液化天然气罐式集装箱水路运输安全性,我国开展了首次液化天然气罐式集装箱水路运输试验。试验观测了液化天然气罐式集装箱的压力、液位等变化情况。通过对此次试验观测到的现象及试验数据进行综合分析后,认为:液化天然气罐式集装箱在水路运输过程中,罐内压力缓慢增长、处于安全范围以内(罐内压力小于0.74 MPa),罐体未出现损坏、腐蚀、变形等现象。同时为了有效控制运输风险,提出了保障液化天然气罐式集装箱水路运输安全的相应建议。