FPSO船与低充水率下LNG液舱晃荡耦合运动的数值模拟

摘要 应用数值模拟方法对FPSO船舶运动与LNG液舱晃荡耦合问题进行了研究.这种全耦合问题的研究基于开源平台OpenFOAM开发的船舶与海洋工程水动力CFD求解器——naoe-FOAM-SJTU进行计算.液舱内部流场与外部流场同时求解.采用带有两个LNG液舱的FPSO船作为对象进行数值模拟，船舶放开3个自由度运动，并在90°浪向的规则波中进行模拟.液舱充水率为20%~20%，低于船外自由水面高度.这种低充水率的液舱会大大减少船舶的横摇运动，并且舱内的流体情况较为复杂.考虑了4种不同的入射波频率下船舶的运动，与实验结果进行了对比.数值模拟结果与实验结果对比吻合良好，验证了数值求解方法的可靠性.还对大波高情况下带有低充水率LNG液舱的船舶运动进行了数值模拟分析.在船舶运动与液舱晃荡全耦合情况下，观察到了液舱内流体的剧烈晃荡和舱壁的脉冲压力