考虑能量耗散的液舱晃荡与船体非线性时域耦合运动仿真

本文主要探讨了液舱晃荡与船体非线性时域耦合运动在LNG船等液货船设计中的重要性。液舱晃荡是船舶航行过程中一个关键问题，它不仅影响船舶的稳定性，还可能对货物安全造成威胁。随着液货船的发展，对非线性水动力效应的研究日益突出，因为这直接影响到船舶的动态性能。 作者们针对规则波和不规则波下的液舱晃荡与船体耦合运动，提出了一种改进的时域预报技术。他们采用了全非线性模型来模拟液舱内部的复杂流动，这种模型能够准确地处理流体内部的能量转换和耗散。船体外部的流场则是通过非线性瞬时物面条件的时域格林函数边界元模型来处理，这种方法能够有效地捕捉到非线性效应。 为了考虑能量耗散，作者们在模型中引入了能量耗散系数μ，并通过对比实验验证了这种考虑能量耗散的方法的有效性。他们研究了μ值选择的不同对结果的影响，揭示了其对液舱晃荡和船体运动预测精度的关键作用。此外，文章还运用了高级面元法——基于组合B样条的高阶面元法，以及迭代半隐式时域步进法，这些数值方法的结合使得求解过程更为精确和高效。 本文的研究结果对于LNG船的设计者来说具有重要的实用价值，它提供了优化船舶结构、提高航行安全性和降低振动水平的依据。同时，本文的工作也对液舱晃荡的理论研究做出了贡献，为后续的船舶动力学和船舶控制策略的发展奠定了基础。 该研究被发表在《哈尔滨工程大学学报》上，属于海洋工程领域，被中图分类为O352（船舶工程）和U661.1（船舶动力学）。文章编号1006-7043(2014)09-1045-08，强调了研究成果的学术价值和在线可获取性。