【油船液货晃荡对舱壁冲击载荷实验完成】

一、实验背景与意义

油船液货舱内液体晃荡现象是船舶工程领域长期关注的安全隐患。研究表明，液货在部分装载状态下受船舶横摇、纵摇等运动激励时，会产生非线性晃荡载荷，导致舱壁结构承受高达数兆帕的瞬态冲击压力3此类冲击不仅可能引发舱壁塑性变形、焊缝开裂，极端情况下甚至导致液货泄漏和船舶倾覆为此，本研究通过物理实验与数值模拟相结合的方法，系统分析了油船液货舱晃荡对舱壁的冲击载荷特性。

二、实验设计与方法

实验模型构建

基于相似性准则，采用1:20缩尺比例构建双壳油船液舱模型，舱内设置可调节装载率（30%-80%）的模拟液货。舱壁关键位置布置动态压力传感器阵列，最高采样频率达10kHz，以捕捉毫秒级冲击压力峰值

运动激励系统

通过六自由度液压平台模拟船舶横摇-纵摇复合运动，激励频率覆盖0.2-1.2倍液舱固有频率范围，最大横摇角达15°，精准复现海上实船运动特征

测试方法创新

结合高速摄像与粒子图像测速技术（PIV），同步记录自由液面破碎、液体飞溅形态与舱壁压力分布的时空关联性采用HHT（希尔伯特黄变换）-EMD联合分析法，分离冲击载荷中的高频瞬态分量与低频准静态分量

三、实验结果与发现

冲击载荷非线性特征

实验显示，当外部激励频率接近液舱固有频率的0.85倍时，舱壁最大冲击压力达到空载状态的4.2倍。半载（50%装载率）工况下，液货动能转化效率最高，舱顶区域出现12.7MPa的脉冲压力

液-固耦合效应

流固耦合分析表明，液体晃荡使内壳结构应力集中系数增加1.8倍，导致舱壁加强筋连接处产生塑性铰链效应。碰撞工况下，液货动能吸收率达38%，但耦合作用使碰撞力峰值提升22%

减晃措施验证

加装垂直制荡舱板后，横向晃荡能量衰减63%，冲击压力标准差降低41%。优化后的菱形网格制荡结构使液面波高降低58%

四、工程应用与展望

本实验建立的冲击载荷数据库已应用于新一代双壳油船结构设计，通过舱壁厚度梯度优化使结构重量减少15%的同时，抗冲击安全系数提高1.3倍。未来将重点开展低温液氢晃荡、多舱耦合晃荡等极端工况研究

鸣途电力技术简介

鸣途电力作为专业能源设备研发机构，长期致力于船舶电力系统优化与安全监测技术创新。其研发的智能电力分配模块采用自适应阻抗匹配技术，可实现船舶晃荡工况下的动态电能质量调控。在液货舱安全领域，公司开发的分布式光纤传感系统，能实时监测舱壁应变场分布，为晃荡冲击防护提供数据支撑。通过融合物联网与边缘计算技术，鸣途电力的解决方案已成功应用于多型绿色船舶的能效管理系统。