第１２卷第５期２００８年１０月

文章编号：１００７－７２９４（２００８）０５－０７７０－０８

船舶力学

ＪｏｕｒｎａｌｏｆＳｈｉｐＭｅｃｈａｎｉｃｓ

Ｖｏｌ．１２Ｎｏ．５Ｏｃｔ．２００８

１３８０００ｍ３薄膜式ＬＮＧ运输船温度场

及其热应力分析

章伟星１，２，莫鉴辉２，金立明２，蔡洙一３，柳春图１

（１中国科学院力学所，北京１０００８０；２中国船级社，北京１００００７；

３大连造船重工有限责任公司，辽宁大连１１６０２１）

摘要：对一艘１３８０００ｍ３薄膜式ＬＮＧ运输船的液货舱热维护系统进行了稳态传热分析，计算获得了在８种工况下船体各部分的温度分布，在此基础上对船体结构进行了热应力分析。通过分析比较满载航行工况下的结构应力和温度应力，得出了一些有指导意义的结论。关键词：薄膜式；ＬＮＧ；运输船；温度场；应力中图分类号：Ｕ６６１．４

文献标识码：Ａ

Ａｎａｌｙｓｉｓｏｆｔｈｅｒｍａｌｔｒａｎｓｆｅｒａｎｄｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓｅｓｆｏｒ

１３８０００ｍ３ｍｅｍｂｒａｎｅｔｙｐｅＬＮＧｃａｒｒｉｅｒ

ＺＨＡＮＧＷｅｉ－ｘｉｎｇ１，２，ＭＯＪｉａｎ－ｈｕｉ２，ＪＩＮＬｉ－ｍｉｎｇ２，ＣＡＩＺｈｕ－ｙｉ３，ＬＩＵＣｈｕｎ－ｔｕ１

（１ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＭｅｃｈａｎｉｃｓ，ＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅｓ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１０００８０，Ｃｈｉｎａ；２ＣｈｉｎａＣｌａｓｓｉｆｉｃａｔｉｏｎＳｏｃｉｅｔｙ，Ｂｅｉｊｉｎｇ１００００７，Ｃｈｉｎａ；３ＤａｌｉａｎＳｈｉｐｂｕｉｌｄｉｎｇＩｎｄｕｓｔｒｙＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｄａｌｉａｎ１１６０２１，Ｃｈｉｎａ）

Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｆｉｅｌｄａｎｄｉｔｓｓｔｒｅｓｓｅｓｏｆｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒｅｓｏｆａ１３８０００ｍ３ｍｅｍｂｒａｎｅｔｙｐｅＬＮＧｃａｒｒｉｅｒａｒｅａｎａｌｙｓｅｄ．Ｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｐｒｏｇｒａｍｔｈａｔｃａｌｃｕｌａｔｅｓ３ＤｈｕｌｌｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｄｉｓｔｒｉｂｕｔｉｏｎｉｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｓｏｆｔｗａｒｅＡＮＳＹＳ．ＴｈｅｓｔｅａｄｙｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄｏｆｔｈｅＬＮＧｃａｒｒｉｅｒｉｓｏｂｔａｉｎｅｄｕｓｉｎｇｔｈｅｃｏｍｐｕｔｅｒｐｒｏ－ｇｒａｍｂｙｔｈｅｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．Ｔｈｅｎｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｔｈｅｒｍａｌｒｅｓｕｌｔｓ，ｔｈｅｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｒｅｓｓｅｓａｒｅｃａｌｃｕｌａｔｅｄｂｙｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｍｅｔｈｏｄ．Ａｆｔｅｒｔｈｅｃｏｍｐａｒｉｓｏｎｂｅｔｗｅｅｎｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒａｌｓｔｒｅｓｓ，ｓｏｍｅｓｐｅｃｉｆｉｃｃｏｎｃｌｕｓｉｏｎｓｏｆＬＮＧｃａｒｒｉｅｒｓａｒｅｏｂｔａｉｎｅｄ．

Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｍｅｍｂｒａｎｅｔｙｐｅ；ＬＮＧ；ｃａｒｒｉｅｒ；ｔｈｅｒｍａｌｔｒａｎｓｆｅｒ；ｔｈｅｒｍａｌｓｔｒｅｓｓ

１引

言

船舶航行于海洋中，受海水、大气和太阳辐射的影响，各构件处于不同温度中。如果温度分布不均匀，或者构件不能自由膨胀或收缩，构件就会产生热应力。一般来说，由于已经将温度引起的热应力作为不确定因素隐含在结构安全系数中，因此在普通货船的结构计算中，不要求做专门的温度应力分析［１－３］。但是，薄膜式液化天然气运输船（以下简称ＬＮＧ船）不同于一般的船舶，它所装载的是－１６２℃的液化天然气。ＬＮＧ船在运行时，液货舱内的ＬＮＧ和外界的温差可达到２００℃以上，液货舱的热维护系收稿日期：２００８－０３－０１

作者简介：章伟星（１９７０－），男，中国科学院力学所博士研究生，中国船级社高级工程师。