[发明专利]船用LNG独立C型舱危险晃荡工况的计算方法

摘要

一种船用LNG独立C型舱危险晃荡工况的计算方法，属于船舶与海洋工程、石油与天然气工程领域。该计算方法步骤为(1)求解指定液位下LNG独立C型舱一阶横、纵向固有频率，并计算固有频率响应范围；(2)基于水动力分析，求解实船的RAO；(3)根据营运海况，计算实船时域内的运动响应，并找出主频，结合固有频率响应范围确定危险晃荡激励频率；(4)根据激励频率提取RAO中实船运动幅值，作为危险晃荡激励幅值；(5)按照指定液位，危险晃荡激励频率、幅值，以简谐激励LNG独立C型舱求解晃荡载荷，并以此载荷校核结构强度。通过本方法计算的危险晃荡工况符合实船的实际动态响应，且包含了LNG独立C型舱的较大晃荡载荷。

主权项

一种船用LNG独立C型舱危险晃荡工况的计算方法，其特征是：所述方法包含以下步骤：(a)根据实船LNG独立C型舱的实际尺寸，运用模态分析或频率分析方法求解60％、65％、70％、75％、80％液位，LNG独立C型舱的一阶横、纵向的固有频率，并根据求解出的结果，以其0.7倍至1.3倍作为固有频率响应范围；(b)建立船体的水动力分析模型，并划分网格；对水动力分析模型进行频域计算，求解实船在60％、65％、70％、75％、80％液位下，当浪向角为0°、30°、45°、60°、90°、120°、135°、150°、180°及波浪频率范围为0.015Hz至0.3Hz时的RAO；其中，波浪频率范围内的步长为0.009Hz，当波浪频率范围与固有频率响应范围重合时，步长加密至0.005Hz；(c)根据营运海况，计算实船在不同液位、不同浪向角下，时域内的运动响应；其中，液位与浪向角均与第(b)步中的液位与浪向角保持一致；通过对横荡、横摇、纵荡和纵摇运动曲线的傅里叶变换，找出傅里叶变换后的能量谱中的0.5倍最大值所对应的所有频率作为主频，并与第(a)步计算的固有频率响应范围求交集，确定危险晃荡激励频率；(d)依照提取出的主频，按下式换算为波浪频率后，在实船对应运动形式的RAO中，找出实船的响应幅值，根据营运海况的有义波高，计算实船的运动幅值，作为危险晃荡激励幅值；ω=|g(-1±1+4V·cosβ·ωe)2V·cosβ|]]>其中，ω为波浪频率，ωe为激励频率，V为航速，β为浪向角；(e)根据确定出的危险晃荡激励频率、激励幅值，区分运动方向，以单自由度简谐激励的方式，求取LNG独立C型舱在60％、65％、70％、75％、80％液位下的晃荡载荷；并将此载荷作为LNG独立C型舱在晃荡工况下的结构校核标准。