LNG双液滴蒸发模型及应用

液化天然气(Liquefied Natural Gas, LNG)在液舱预冷过程中以多液滴的形式存在,现阶段缺少LNG多液滴在同种蒸汽中的蒸发模型。以双液滴为基础,采用计算流体动力学(Computational Fluid Dynamics, CFD)方法,建立适用于LNG双液滴在其蒸汽中的蒸发模型。利用该新模型对温差为190 K、相对距离为10～70,粒径为0.1～2.5 mm的液舱预冷过程进行模拟分析,得出具有实际应用价值的结果：在液舱预冷起始阶段温度下降的速度较快,且随着时间的增加,双液滴相对距离越大,液舱预冷结束时间越小;双液滴液舱预冷结束时间与粒径呈反比关系,与起始温度呈正比关系。该新模型可适应于实际工程应用。     

独立C型液货舱的传热分析及蒸发率计算

在分析影响LNG船液舱蒸发率的主要因素基础上,对液货舱热负荷进行定性分析。介绍普通型绝热液货舱的热负荷计算方法和公式,液货舱蒸发率的定义和计算方法以及C型液货舱绝热层厚度的设计和计算思路。以某小型LNG船为例,对单圆筒型C型独立液货舱进行传热分析及绝热层厚度计算,以满足蒸发率要求。     

Simulation of Liquid Nitrogen around Hydrofoil Cavitation Flow

为研究低温空化流场特性,考虑液氮的热力学参数和空化时两相间的能量交换,利用数值模拟方法对液氮绕水翼低温空化特性进行了分析.基于均质多相流模型,采用Zwart空化模型对液氮绕水翼低温空化流进行稳态计算,修正了Zwart空化模型中蒸发和冷凝系数,给出了水翼表面压力、温度及空化强度的分布.数值结果同采用Schneer-Sauer空化模型计算的结果进行了比较.水翼表面压力和温度的数值结果与Hord实验数据吻合较好,验证了数值模拟的有效性.     

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。     

LNG船MOSS型球形液舱顶冷温度的计算和分析

掌握液舱温度在预准过程中的变化规律是制定安全的经济的预冷方案的基础。笔者给出了ＬＮＧ船ＭＯＳＳ球形液舱冷温度的一种计算方法，并对某些典型液舱进行计算，对液舱温度变化规律进行分析。     

液氮绕水翼低温空化流数值模拟(英文)

为研究低温空化流场特性,考虑液氮的热力学参数和空化时两相间的能量交换,利用数值模拟方法对液氮绕水翼低温空化特性进行了分析。基于均质多相流模型,采用Zwart空化模型对液氮绕水翼低温空化流进行稳态计算,修正了Zwart空化模型中蒸发和冷凝系数,给出了水翼表面压力、温度及空化强度的分布。数值结果同采用Schneer-Sauer空化模型计算的结果进行了比较。水翼表面压力和温度的数值结果与Hord实验数据吻合较好,验证了数值模拟的有效性。     

B型独立LNG液货舱漏热量及蒸发率影响因素模拟分析

以50000m~3 B型LNG独立液货舱为研究对象,采用CFD数值模拟方法,建立B型液货舱传热数学模型,确定其边界条件;分析不同绝热层厚度、绝热材料导热系数、舱外环境温度、绝热层破损等因素对液货舱漏热量及蒸发率影响;最后,获取了绝热层破损、绝热材料导热系数和舱外环境温度等因素变化对B型液货舱漏热量及蒸发率的影响规律,为B型独立液货舱绝热设计提供重要的依据。     

LNG船液舱预冷中甲烷双液滴自然对流传热特性分析

针对液化天然气（Liquefied Natural Gas，LNG）船液舱喷雾预冷过程中上下垂直的双液滴在自然对流条件下同种蒸汽中液滴之间影响研究的欠缺，运用计算流体力学（Computational Fluid Dynamics，CFD）方法，基于气液界面能量守恒原理，对不同温差、粒径和相对距离条件下甲烷双液滴自然对流传热特性进行分析。研究结果表明：液滴表面热流密度、传热量和质量蒸发率随温差10～190 K的增大而线性增大；液滴表面热流密度随粒径0.1～2.5 mm的增加先快速减小后缓慢减小，传热量和质量蒸发率随粒径的增加而快速增加；上液滴表面热流密度、传热量和质量蒸发率随相对距离10～70的增加基本不变，下液滴表面热流密度、传热量和质量蒸发率随相对距离10～70的增加而缓慢增加。     

液氮绕水翼低温空化三维数值模拟计算

为探究液氮空化特性,建立有效预测低温流体空化流动数值计算方法,通过CEL语言将空化模型和液氮随温度变化的物理属性引入到CFX求解代码中,开展了液氮绕水翼空化流动的三维数值模拟研究,研究了低温环境下空化流动特性,并对建立的数值方法和空化模型中蒸发系数和凝结系数的适用性进行了评价。结果表明：低温流体在空化过程中表现出的热力学效应对水翼表面的压力和温度分布有明显影响,二者曲线都呈梯度变化;修正系数的数值计算结果与试验数据更接近;考虑汽化潜热影响、修正系数的空化模型对低温流体空化具有较强的适用性。     

液舱晃荡载荷数值模拟中的流固耦合影响研究

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。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,比较了不同模型对液体运动和舱壁冲击压力的影响。文中研究结果对液舱结构晃荡冲击载荷评估具有参考价值。     

边界条件对柴油机活塞内温度分布计算的影响

为了模拟活塞内的温度分布,必须准确地确定活塞所处的边界条件．将柴油机缸内燃烧、流动和传热数值模拟所得的壁面热流作为活塞顶部的传热边界条件,用有限元法计算了额定工况下G4135柴油机活塞内的温度分布,并与传统的经验半经验公式作为活塞顶部边界条件的计算结果进行了比较．结果表明,采用不同的边界条件,计算所得的活塞顶部最高温度的相对误差较大,只有将数值模拟的壁面热流作为活塞顶部的传热边界条件,才能更精确地模拟活塞内的温度分布．     

同心圆柱壳耐压液舱结构弹塑性有限元应力分析

潜艇耐压液舱结构中某些区域的应力可能会超过材料的屈服极限,为了得出结构进入塑性阶段后应力分布的变化情况,本文利用ANSYS软件对这些结构进行了弹塑性有限元分析.通过实例计算发现,耐压液舱壳板有部分区域进入了塑性,与有限元弹性计算结果相比表明,液舱壳板中应力出现重新分布,应力峰值明显下降,应力分布趋于均匀化.计算结果和结论可供同行们参考.     

新型液化天然气船液货围护系统传热模型及蒸发率计算

分析了一艘170000m3新型液化天然气船的船体结构,通过合理和必要的简化,建立了液货围护系统的传热模型。分别使用解析方法和ANSYS Fluent软件数值模拟方法计算了在不同绝热层厚度条件下的液货舱漏热量,得到不同条件下液货围护系统的温度场分布情况以及液货蒸发率。得出以下结论:综合考虑两种计算方法的计算结果,为了满足在不同工况下航行时液货的日蒸发率不能超过0.1%的要求,绝热层的设计厚度应不小于450mm。     

基于晃荡载荷的液舱结构强度研究

通过液舱晃荡载荷的数值模拟与模型试验对比分析,验证数值模拟方法适用于目标船液舱晃荡载荷的计算。基于晃荡载荷数值计算结果,采用2种方法对晃荡冲击载荷简化处理,对目标船液舱进行动力响应分析,并与规范晃荡载荷下液舱结构响应对比分析,得到液舱结构在晃荡冲击载荷作用下的响应和结构强度评估的工程分析方法,为目标船液舱结构设计提供依据。     

船舶机舱火灾中回燃现象的数值计算与分析

采用大涡模拟(LES)技术,对某双机双桨船舶机舱火灾进行封舱灭火过程中所出现的回燃现象进行了数值模拟.结合舱内温度研究了该过程中回燃现象产生的原因及过程,并对热量释放率、辐射量、热对流及温度场分布进行了分析,同时对回燃现象的危害性进行了说明.通过结果详细分析了从经验层次上所无法观察到的回燃现象所产生的影响,也为船舶机舱火灾的评估、船舶设计、防火规范的修订及灭火策略提供了重要参考.     

抗强冲击特殊低温储罐内支承结构传热分析

本文采用有限元法对特殊低温储罐内支承结构进行传热分析,建立了左右支承结构在有限元传热分析模型,得到了相应的温度场和热流分布,计算出通过内支承的总漏热量,并对影响漏热量的几个主要因素进行了计算分析。     

《5000吨干货船悬臂梁结构舱段模型的试验与分析》

在目前建造的干货船中,很多采用悬臂梁结构,为进一步了解这类结构的受力特征,为设计和计算提供依据,对一艘5000吨近洋干货船的第二货舱进行了舱段模型试验和有限元计算.研究的目的是:1)了解舱段内悬臂梁、肋骨、纵桁的受力特征.2)了解在舱口间设置不同根数的悬臂梁的影响.3)用有限元计算舱段模型时,探求计算模型的正确建立方法.模型尺度为6.75米×3.2米×1.8米,采用钢结构,用油泵液压系统同步多点加载.用立体骨架分析和杆板组合结构的两种计算模型进行了该舱段模型的应力计算,并将计算值和试验结果进行了比较.本文也讨论了悬臂粱结构内力分布的一些特性.     

温度变化对压力舱试验压力的影响

为了提供一个由温度变化导致压力舱压力变化的理论计算方法和依据,结合弹性力学和水力学理论基础知识,分析温度变化对压力舱试验压力的影响规律,建立温度变化与压降之间的关系式。通过具体实例,对温度变化引起压降进行量化分析。数据结果表明,理论计算和试验结果基本一致。     

浮式核电站的堆舱安全壳舱段温度场和温度应力分析

参考俄罗斯的"罗蒙诺索夫"号浮式核电站的总布置示意图以及相关文献资料,本文设计一个浮式核电站的堆舱安全壳舱段并建立有限元模型。在堆舱安全壳舱段的温度场计算中,本文将舱段依照结构划分为75个封闭腔室,并假设任一腔室内空气温度保持恒定。根据封闭无源空腔的热流量守恒,计算出舱段内各个腔室的空气温度。将腔室空气温度带入有限元分析软件Abaqus进行舱段温度场计算,得到舱段的温度分布。采用顺序耦合法计算舱段的温度应力,在设置舱段的力学边界条件后,将温度场作为预设场施加在舱段力学有限元模型上,有限元分析软件Abaqus进行计算,得到舱段的温度应力分布。     

基于ANSYS薄膜型LNG船封闭舱室温度场的有限元分析

通过对LNG船液货舱隔热封闭舱室的分析,提供了传热数学模型、边界条件以及隔热舱室合理简化处理,并用ANSYS软件建立了125000m3LNG船1/4封闭舱室的三维有限元模型,用APDL语言进行迭代计算,得出各种工况下LNG船封闭舱室的温度场分布情况,以及总换热量和蒸发率,其计算结果与实船数据相近,说明建模和仿真计算方法是可行的.