基于重叠网格技术的LNG波浪下内外流场耦合计算分析

摘要

带液舱的船舶在波浪下内外流场的耦合问题是船舶设计中的一个重要课题.本文的工作是利用基于开源平台OpenFOAM开发的具有重叠网格模块的船舶与海洋工程水动力CFD求解器——naoe-FOAM-SJTU,对LNG在波浪下的内外全粘性流场进行数值预报,同时对耦合流场作用下的船体运动进行分析.本文首先对一个简单的LNG FPSO模型在不同充水率工况时波浪中运动情况进行计算分析,并与模型实验结果进行比较,以验证数值计算的可靠性;然后对安装LNG型液舱的KVLCC2模型进行了数值计算和分析,计算中考虑了一定航速下螺旋桨旋转对船体运动的影响.计算分析的结果验证了利用CFD技术和重叠网格方法对一定充水率工况下的LNG在波浪下运动和流场预报中的有效性.同时本文也对波浪作用下的LNG内外耦合流场、桨后涡结构等进行了分析讨论.