超大型全冷式液化气船菱形独立液舱设计研究

超大型全冷式液化气船(VLGC)是国际上公认的设计及建造技术难度最大的船型之一,VLGC菱形独立液舱的设计研究是设计中的一个关键。对于这项艰巨复杂的工程,不仅要考虑液舱本身的结构布置和计算,还要考虑到它与支座、主船体、绝缘、液货系统的结合,进行统一布置。论文从液舱布置、支座布置、温度场计算、绝缘及设计、规范尺寸要求、直接强度分析等方面论述VLGC菱形独立液舱的设计过程。江南造船率先在国内实现了菱形独立液舱的关键技术突破,为中国造船业填补了空白。     

小型液化气船C型独立液舱内鞍座处加强环设计研究

C型独立舱型式的小型液化气船,其液货系统（含液货罐）的设计是难点。液货罐的自身质量和液货质量由与船体相连的两道鞍座来承受,罐体内部的加强环则承载了鞍座处的支反力,因此鞍座处加强环的强度尤为重要。文中提出了一种在设计初期确定鞍座处液罐内加强环尺寸的方法,并采用有限元分析法验证了该方法的可行性。     

棱形独立舱液化气船支承结构的局部强度研究

液化气船的棱形独立舱靠设置于底部的支承结构支持,支承结构的强度是该船型结构设计的重要方面。基于非线性有限元模型分析方法较真实的模拟了结构的实际工作状态,分别对支承结构的支撑肘板、挡板及层压木等各局部组件的应力或受力情况进行了详细的分析,研究了外部条件及设计因素对强度的影响,提出了提高结构强度的建议措施,为实际工程中支承结构的尺寸设计和分析提供了参考。     

一种液化气船A型舱的分舱优化设计方法

液化气船A型舱建模复杂,且与主尺度、线型及舱容指标等耦合性很强,为提高A型货舱的液化气船在总体层面综合优化设计效率,提出了一种基于参数化建模的液化气船A型货舱的分舱优化设计方法(POMSA)。该方法以参数化建模为核心,以NAPA三维设计软件为平台,对液化气船A型货舱包括典型中横剖面形式、主横舱壁位置以及内壳折角三个方面进行参数化建模表达并作为主要设计变量;基于主尺度、线型、初步总布置等信息作为前提输入;以IGC规范对货罐位置要求、建造工艺对货罐最小边长的要求,目标货舱舱容,螺旋桨浸没以及视线等对压载水量的要求为约束;以货舱舱容最大化为优化设计目标;以iSIGHT优化设计软件为平台,搭建优化数学模型,采用一种探索型全局优化算法的组合算法求解优化模型。经验证,该方法优化迭代效率很高,适合总体设计前期快速评估反馈方案。     

C型独立舱液货罐热分析

对32 000 m~3液化气船C型独立舱中的1号液货罐进行漏热量分析(该液货罐的体积为9 416 m~3),对液货罐的筒体、封头、固定端鞍座、滑动端鞍座、止浮装置、气室和管路进行热分析,计算得到液货罐的漏热量为44.24 kW,液货蒸发量为8 025.7 kg/d,进而计算得到液货罐的静态日蒸发率为0.15%/d。在各漏热环节中,罐体的漏热量占75.1%,通过鞍座及两侧不规则绝热层的漏热量占19.4%,其他部分的漏热量占比均较小。     

液化气船独立C型液罐主体材料的选择和应用

介绍C型液罐的定义和分类。根据液货的种类和液化方式,确定设计最低温度,从而选择液罐的主体材料。列举液罐的4种典型主体材料,并阐述其在工程应用中独特的使用性能和质量要求。     

基于新IGC的液化气船独立液舱内部压力计算分析

新版IGC明确要求应采用三维加速度椭球法计算独立液舱的内部压力,相对于传统的二维计算法,该方法能够更加准确的确定液舱各位置的内部压力,但是计算也更加复杂,尤其对于几何形状不规则的液舱.本文研究了液化气船独立液舱内部压力的计算方法,给出了三维加速度及最大液柱高度的计算公式,编制了专用计算程序,并将其应用于某型实船液舱内部压力计算,得出若干结论,对于独立液舱的结构设计具有重要的参考意义.     

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。     

基于新IGC的液化气船独立液舱内部压力计算分析

新版IGC明确要求应采用三维加速度椭球法计算独立液舱的内部压力,相对于传统的二维计算法,该方法能够更加准确的确定液舱各位置的内部压力,但是计算也更加复杂,尤其对于几何形状不规则的液舱。本文研究了液化气船独立液舱内部压力的计算方法,给出了三维加速度及最大液柱高度的计算公式,编制了专用计算程序,并将其应用于某型实船液舱内部压力计算,得出若干结论,对于独立液舱的结构设计具有重要的参考意义。     

液化气船C型液罐有限元分析

液化气船液罐设计的主要内容是确定液罐的结构形式和尺度。利用ANSYS有限元软件,对3170m3的半冷半压式液化气船的双联C型圆筒液罐进行三维有限元分析。建立了液罐有限元三维结构模型,划分网格和加载载荷后,在一定液罐壳厚度下进行有限元数值计算,得出了液罐各部位变形分布云图和应力分布云图,提高了液罐的设计效率。     

C型独立液舱支承结构接触载荷计算方法

为准确地考察、分析液化气船C型独立液舱支承结构区域的载荷传递及应力分布,根据最新的《国际散装运输液化气体船舶构造与设备规则》及船级社规范的要求,采用支承区域非线性接触分析方法,选取37500m3乙烷运输船作为研究对象,建立液舱有限元模型,对独立液舱的支承区域进行非线性接触分析,并将该方法与基于杆单元模拟的线性静态分析方法进行对比,获取C型独立液舱结构与层压木的受力特征。计算结果表明,采用非线性接触分析方法所得结果的精度更高。     

C型独立液舱疲劳载荷及工况组合研究

对C型独立液舱的疲劳载荷及工况组合进行了讨论,结合C型液舱的设计原理,给出了疲劳计算工况及组合因子,基于修订版IGC定义的三维加速度椭球法给出了对应最大应力幅值的疲劳载荷计算方法,并介绍了IACS推荐使用的载荷分布模型。对于C型独立液舱结构抗疲劳设计具有重要参考意义。     

小型LNG船C型独立液舱内部压力计算

根据IMO《国际散装运输液化气体船舶构造与设备规则》及相关的压力容器标准GB 150.3-2011,提出一种针对小型LNG船C型独立液舱内部压力的三维计算方法,并借助AutoCAD的建模与计算功能,利用VBA进行二次开发,用程序实现内部压力及板厚的三维计算。针对某多用途小型LNG船的C型独立液舱,分别采用三维计算方法与传统的二维计算方法进行计算并比较结果差异,同时分析由船舶运动引起的加速度对计算结果的影响。结果显示：采用三维计算方法所得结果更准确,在精确设计时有必要按照三维计算方法进行计算;在工程实际中,针对设计蒸气压力通常大于0.3 MPa的单圆筒C型独立液舱的内部压力计算,可以采用传统的二维方法;由船舶运动引起的加速度对计算结果的影响不可忽略;对于设计蒸气压力较小的其它形式液舱的内部压力计算,应采用三维计算方法。     

C型独立舱三体罐结构强度有限元分析

根据《国际散装运输液化气体船舶构造和设备规则》的要求,借助ABAQUS软件,对某液化天然气(Liquefied Natural Gas,LNG)船C型独立液货舱三体罐结构进行整体有限元强度分析。介绍了模型范围、载荷工况、边界条件和接触类型,并对局部高应力区域网格进行细化,对液罐结构的中面应力和表面应力进行校核。通过对结果进行分析,阐述三体罐的受力特点,提出改进意见,为罐体结构优化提供参考。     

小型LNG船C型独立液舱结构设计与研究

作为小型LNG船的关键技术之一,C型独立液舱及其维护系统决定着整船的经济性能和安全性能。简要介绍了C型独立液舱的特点,详细阐述了其结构设计流程和相关计算方法。最后对某两种船型的液舱进行基本结构设计,并对设计结果进行了强度校核。     

C型独立液舱的疲劳载荷及工况组合

对C型独立液舱的疲劳载荷及工况组合进行讨论,结合C型液舱的设计原理,给出了疲劳计算工况及组合因子,基于修订版IGC定义的三维加速度椭球法给出对应最大应力幅值的疲劳载荷计算方法,并介绍IACS推荐使用的载荷分布模型。对于C型独立液舱结构抗疲劳设计具有重要参考意义。     

基于CFD的独立C型低温液舱蒸发特性分析

为了解独立C型低温液舱蒸发的相关规律,提出将低温液舱绝热维护系统及舱内低温流体相变耦合计算的方法。以某独立C型物理样舱为例,考虑绝热层、鞍座、内壳及管路、舱内低温流体等计算区域,以液氮为工质,利用Fluent软件进行数值仿真分析,并与物理实验结果进行对比验证,得到独立C型低温液舱温度场、压力场、流场等分布规律。     

C型独立液货舱开孔处结构强度分析与研究

C型独立液货舱开孔区域的强度对整个液货舱围护系统的安全性至关重要。根据压力容器规范计算方法对罐体上气室处开孔及气室封头上的接管处开孔进行强度校核,并提出补强设计方案;通过有限元计算方法对补强方案进行验证与研究。结果表明,气室处开孔应力水平较高,通过设置复板及增加气室筒体板厚的方式能最有效改善该区域的强度。