Численное моделирование слошинга в мембранном танке СПГ газовоза при бортовой качке на регулярном волнении
Авторы: М.С. Бойко, К.А. Добржинский, И.В. Ткаченко
Аннотация
В работе приводятся результаты численного моделирования слошинга в мембранном танке газовоза при бортовой качке на регулярном волнении. Для моделирования движения жидкости используются осредненные по Рейнольдсу уравнения Навье-Стокса. Для моделирования свободной поверхности используется метод объема жидкости (Volume of Fluid - VoF). Для верификации используемого ПО проведено сравнение результатов, полученных численно, с результатами эксперимента. Амплитудно-частотная характеристика бортовой качки газовоза определялась при помощи линейной теории качки. Целью работы являлось получение характера изменения величины давления на стенки танка и сравнение результатов с расчетными давлениями, полученными на основании Правил классификации и постройки судов для перевозки сжиженных газов наливом. Расчеты проводились при помощи упрощенных методик, полученные результаты имеют оценочный характер. Рассмотрено несколько вариантов загрузки судна (10%, 50%, 75% и 90%). Движение сжиженного газа, как вязкой жидкости, моделировалось при помощи свободно распространяемого комплекса OpenFOAM.
Список литературы
1. Т. Gavory, Р.Е. de Seze. Sloshing in membrane LNG carriers and its consequences from a designer's perspective. Available at:
http://www.gtt.fr/sites/gt1/files/2012_sloshing-membrane-lng-car-riers-and-its-consequences-from-des... -1-mo.pdf. (accessed at 20.08.2016).
2. Hirt, C.W., Nichols, B.D. Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries. J. of Сотр. Physics. 1981. V 39 (1), pp 201-225.
3. Hassan Hemida. Open FOAM tutorial: Free surface tutorial using interFoam and rasInterFoam. 2008.
4. Rushe H. Computational fluid dynamics of dispersed two-phase flow at high phase fractions. PhD Thesis. 2002.
5. Semenov-Tyan-Shanskiy V.V., Blagoveschenskiy S.N., Holo-dilin A.N. Kachka korablya [Ship motion]. Saint-Petersburg, Sudostroenie Publ., 1969, 392 p. (In Russian).
6. Mikelis N.E., Journee J.M.J. Experimental and Numerical Simulations of Sloshing Behaviour in Liquid Cargo Tanks and its Effect on Ship Motions. National Conference on Numerical Methods for Transient and Coupled Problems, 9-13 July 1984, Venice, Italy.
7. Faltinsen, О. M. and Timokha, A., 2009. Sloshing. Cambridge University Press.
8. Rules for the Classification and Construction of Ships Carrying Liquefied Gases in Bulk. Saint-Petersburg, Russian maritime register of shipping. 2016. (In Russian)
9. N. Tryaskin, I. Tkachenko, A. Dukarskiy, V. Yakimov, V. Tryaskin, D. Kiselev. Simulation of the Sloshing in the Prismatic Gas Tank after Impact Interaction of the Vessel with Ice Barrier. Proceedings of the Twenty-second (2012) International Offshore and Polar Engineering Conference. 2012.
10. Dukarskiy A. O., Tkachenko I. V, Tryaskin V. N, Tryaskin N. V, Yakimov V. V, D. Kiselev. Simulation of the sloshing in prismatic tank of the LNG carrier under impact interaction with ice barrier. Marine Intellectual Technologies, №4, 2011. (In Russian)
Об авторах
Максим Сергеевич Бойко - к.т.н., ФАУ "Российский морской регистр судоходства", 191186, Санкт-Петербург, Дворцовая набережная, 8
Казимир Андреевич Добржинский - ФАУ "Российский морской регистр судоходства", 191186, Санкт-Петербург, Дворцовая набережная, 8
dobrzhinsky.ka@rs-class.org
Игорь Вячеславович Ткаченко - д.т.н., профессор РАН, ФГБОУ ВО "Санкт-Петербургский Государственный Морской Технический Университет", 190121, Санкт-Петербург, ул. Лоцманская, 3
Ссылка для цитирования: М.С. Бойко, К.А. Добржинский, И.В. Ткаченко. Численное моделирование слошинга в мембранном танке СПГ газовоза при бортовой качке на регулярном волнении// Научно-технический сборник Российского морского регистра судоходства. - 2016. - № 44/45. - С. 50-55.
* * *
УДК: 532.54
Выпуск №: 44/45 (2016)
Страницы: 50-55
Ключевые слова: слошинг, СПГ, нагрузки, метод объема жидкости, регулярное волнение, бортовая качка, вязкая жидкость.
