均勻流條件下月池晃蕩現(xiàn)象的數(shù)值實驗研究.pdf

1、月池是在船體垂向上貫穿船體，內外海水相連，腔內有自由液面的結構，月池中液體的流動往往表現(xiàn)出很強的非線性和隨機性，當流體沿船底流經(jīng)月池上游邊時，導致月池流體剪切層的自持振蕩。腔體內可能產(chǎn)生晃蕩現(xiàn)象，從而引發(fā)腔體局部結構的振動響應，這些現(xiàn)象都會影響船舶的正常航行和工作。所以必須對腔體在流場中的晃蕩現(xiàn)象加以研究，以確保船舶或其他儲液系統(tǒng)的正常工作。 對于月池內的流體，存在著兩類固有振蕩現(xiàn)象，一類是流體液面在月池內的左右振蕩現(xiàn)象，稱為“

2、晃蕩(Sloshing)”現(xiàn)象；另一類是流體沿月池深度方向的固有振蕩現(xiàn)象，稱為“活塞(Piston)”現(xiàn)象。 本文利用計算流體力學軟件CFX，通過數(shù)值計算的方法，分別計算了月池二維和三維的情況。利用二維的數(shù)值計算，研究分析了月池中液體晃蕩現(xiàn)象和活塞振蕩現(xiàn)象。利用三維數(shù)值計算，研究分析了在典型工況下，圓形和方形月池腔口的周向壓力，并與水池實驗結果進行了對比分析。同時還分析了由于月池結構的存在對船體甲板底部結構的響應分析。同時還對二

3、維和三維的數(shù)值計算進行了對比。得到結論如下： 在目前的理論計算中，晃蕩頻率的計算結果均在同一范圍，與水池進行的物理實驗項比較結果比較吻合，誤差較?。换钊袷庮l率的計算結果與水池進行的物理實驗項比較結果比較吻合，誤差較小。定常壓力的數(shù)值實驗與水池實驗結果比較吻合，但是脈動壓力的數(shù)值實驗與水池實驗結果還有一定的差距，本文認為數(shù)值實驗所采用的SST二方程湍流模型尚存在改進的空間，模型常數(shù)需要在參考類似的算例和實驗數(shù)據(jù)的前提下慎重選定。