スロッシングFLNG膜タンクにおける圧力性能に対する底面形状の影響に関する数値的研究

本論文は、フルサイズの浮体液化天然ガス（FLNG）膜タンクの構造最適化に関する数値的研究を発表します。部分的に充填された液体で浮いているとき、境界に対する衝撃圧力はスロッシング膜タンクにおいて重要な役割を果たします。底部構造の修正は、タンクの底面および側壁にさまざまな圧力分布をもたらす可能性があります。最適化は数値シミュレーションを実施し、特に傾斜底の構造に焦点を当てて研究されています。適用されたCFDパッケージFLOW-3D 10.1は、ナビエ-ストークス方程式を標準k-ε乱流モデルと体積流体法を用いて解決し、自由表面の動きを記述します。数値結果は実験データおよび平滑粒子流体力学法からの数値結果と対比されて検証されます。液体の挙動は4つの異なるタンクで調査されます。流体のピーク深度の平均値を使用した修正方法が自然スロッシング周波数を特定するために適用されます。最大局所圧力は、傾斜と底面の交差点付近で約65KPaでした。ピーク圧力の比較は、幅が15%の傾斜底タンクが高圧の影響を受ける面積が小さく、ピーク圧力の最小値を持っていることを示しており、これは圧力性能における最適化された傾斜底タンクです。数値シミュレーションからの結果は、FLNG貨物保持システムの設計に関する参考データになると期待されています。