2014年,张雨新、万德成等[17]基于移动粒子半隐式法(movingparticle

semi-implicitmethod)研究了液舱晃荡的问题。在对二维矩形液舱的晃荡问题进行了数值模拟后,结果很好的表明了MPS法能够较好地计算由于晃荡而产生的拍击压力和交好的反应波形的特点。并将MPS法用于研究并分析二维和三维的带有隔板的液舱晃荡中去。由于隔板的存在在很大程度地限制了流体的水平方向的流动,在隔板附近,出现了自由面的翻卷、破碎等现象,表明了MPS法都能较好地模拟这些流动。同时,MPS法能很好的处理对带有隔板的液舱晃荡问题的模拟。

2014年,张雨新[18]为改善MPS法自由面判断,压力场的非物理振荡和计算效率低的问题,并提出了一种改进的MPS方法。在静水问题的计算上,创新的提出了将动量守恒型压力梯度和混合源项法两种改进方法结合。并提出了新的自由面判断方法,更加有效的抑制了压力振荡,获得更加合理的压力值和有效的提高自由面的判断精度。另外,为了提高MPS法计算上效率不高的问题,开发一种三维并行MPS法,并实现了三维的大规模模拟。为移动粒子半隐式法在船舶行业的发展应用提供了参考依据。

2、基于液货泄漏的国内外研究

2003年,J。A。Fay[19]分析了船舱内液货与舱外的海水存在静水力平衡的位置关系。此外,还推断影响泄漏的因素与破空直径和破口位置有关,并以此推测,泄漏量、泄漏平衡时间与破口直径与位置的函数。还指出泄漏持续时间均是破孔直径、破孔位置以及舱内外压力的函数。但是研究对于破孔高度、破孔大小等因素对船舶液货泄漏速度、漏泄总量和总泄漏平衡时间等方面的影响没有具体研究和具体的影响关系。

2007年,许颖等[20]提出破舱位置、破损形状以及破口大小等物理参数对船舶溢油量存在着一定的影响。在油船货舱区发生破损时,由于船舶内外液面压力差,油舱内的油开始以一定的速度泄漏,油水的相互交换导致了船舶内外液面压力新的变化,两个新的压力差又会导致溢油量在下一时刻发生新的变化,如此反复交换。基于流体力学计算软件FLUENT的运用,来模拟油舱内的油在静止海面上、在正弦波作用下的溢油过程,先根据理论计算出破损油船的溢油量,并做二维实验进行了验证。但影响溢油速度的因素较多,因素之间也存在着相互影响,是采用单因素分析,不能准确的反应出多因素同时对溢油速度的影响。

2007年,高清军、褚云峰和林建国[21]基于VOF法建立了海底管道孔口溢油的模型。通过比较不同海底管道内压力和不同的海底水流速度条件下的溢油量,并模拟油滴在浮力的作用下的上浮过程,分析油滴上浮后扩散的轨迹,实验结果表明了管道内压力和流速是影响单位时间溢油量的直接相关因素。此外,该数值模拟可为溢油应急提供理论参考和决策依据。

2010年,管永义、李巍、林建国[22]为更好地模拟溢油动态行为,在FLUENT环境下,建立波浪、风和海流三项因素作用下的水下溢油模型,研究溢油运动的规律。并提出了一些控制污染范围的措施。如:围油栏的布置、凝油剂和吸油剂的运用等。为控制溢油范围提供了理论依据。

2013年,JeongS等[23]通过伯努利方程的运用,研究不同船体结构的泄漏效应。并对二维破损油箱漏油现象进行了数值模拟,预测了矩形油箱泄漏孔漏油量。

2016年,李玉乐等[24]通过Fluent软件模拟双壳油船的液货泄漏,并建立流体力学模型(属于三维非定常不可压黏性流动),实现了双壳油船舷侧破损原油泄漏过程三维数值模拟,并对泄漏过程进行阶段性划分,说明利用Fluent软件对双壳油船舷侧破损泄漏进行三维数值模拟有一定的可靠性,并为以后的数值模拟研究油船的泄漏问题奠定实验依据。

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