半潜式钻井平台主发电机排烟管烟气流场扩散分析

采用CFD软件模拟在不同工况下,某半潜式钻井平台主发电机排烟管排出的高温烟气对主/副井口人员作业区域、隔水管门式吊车运行及固定区域、直升机平台及主发电机吸入口舒适性的影响,结果表明:当主发电机排烟管距离主甲板高度9 m,4台柴油发电机100％全负荷工作时,NOx和CO2的质量浓度影响范围有限,但3/DW风向下2℃的温升...     

舰船动力系统排烟对甲板上方空间温度场影响的数值分析

[目的]现代舰船动力系统排出的高温烟气对甲板上方高精度电子设备可靠工作和舰载机等作业单元的安全起降等具有重要影响,因此开展这些方面的研究工作非常重要。[方法]利用Fluent软件对某型舰船甲板上方空间温度场进行数值计算。选取舰船航行的典型风向,针对4种不同工况分析高温排气走向、舰船上层建筑壁面温度分布及关键停机坪上方温度场分布。[结果]结果显示,在30°风向下,位于舰船上层建筑背风侧的1,2号停机坪总会受到高温烟气的影响,使得安全起降受到威胁;同时,在低风速情况下,上层建筑表面受到高温烟气影响的区域面积更大,最大可达73 m~2。[结论]研究建议舰载直升机应尽量避免在30°风向下在1,2号停机坪处起降,电子仪器设备的布置应尽量避开受高温烟气影响较大的区域。     

排烟烟流影响下的海洋平台气流场形态仿真

海洋平台的气流场特性与平台露天作业和直升机起降作业区域安全密切相关。随着现代海洋平台向深水化、大型化发展,海洋平台的气流场及烟流特性应受到充分重视。使用标准k-ε湍流模型对海洋平台周边空气来流和排烟烟流进行多风向角仿真计算,初步考虑烟流随定常空气来流的扩散作用,以45°风向角间隔确定工况展开仿真计算。获得定常来流条件下的海洋平台周边气流场及烟流扩散形态,以及各工况下排烟烟流随来流变化的仿真形态,分析烟流分布的定性特征,初步形成海洋平台气流场形态仿真的可行性流程方法。     

自升式海洋平台发电机组排烟管长距离布置研究

本文以一个已经投用圆柱桩腿自升式平台为例,针对以往平台柴油发电机组排烟管就近位置布置,占用平台有用空间的现状;通过对平台结构及空间的分析,对柴油发电机组排烟管进行长距离布置。通过理论计算,完全满足设备的使用要求下,且该布置方案运用于该自升式海洋平台,使用效果良好。该方案的运用,完全可以保证发电机组的可靠运行,能够确保整个平台的安全生产作业。     

半潜式平台发电机排气系统烟气扩散数值仿真研究

针对无限空间内高温气体射流问题的特殊性,采用敏感性分析方法处理某深水半潜式平台排气系统烟气扩散分析的数值模型范围与边界条件设定。介绍湍流模型、组元输运、热交换和浮力驱动等模型。采用计算流体动力学方法模拟多种不同风速条件下平台烟气扩散及温度分布情况,通过数值仿真结果,归纳总结不同风速条件下烟气呈现出的四种典型扩散模式和温度分布规律,并对某些风速下出现的进气口高温危险情况的降温方案进行可行性研究。     

船舶舱室火灾通道烟气特性研究

有毒有害烟气是船舶火灾发生后最大的危害,对其控制和管理显得尤为重要,但目前相关的研究和应用较少,特别是火灾发生后如何消除烟雾和有害气体的研究更为缺乏。文章通过模拟舱室火灾试验,研究通道烟气的蔓延规律和温度分布情况,获得燃料的热释放速率曲线和质量燃烧速率曲线。通过通道布置的探测点得到了舱室火灾通道烟气运动规律及温度分布情况,为船舶消防损管系统设计中排烟风机的选用、布置、人员逃生和相关消防战术的制定提供参考。     

机械排烟控制航母机库火灾烟气运动大涡模拟

航母机库火灾是影响航母安全的重要因素。为研究航母机库火灾防护与控制技术,采用低速气流运动控制方程组和湍流燃烧大涡模拟方法仿真分析机械排烟条件下航母机库油料火灾的蔓延与烟气运动规律。结果表明：针对本算例机库几何尺寸和油池火规模,机械排烟量介于300~600 m3/s,不仅会增高热烟气层高度、降低下层烟气温度,还会降低火源附近的热流密度;当机械排烟量不超过600 m3/s时,采用机械排烟对油池火蔓延的强化影响不显著;机械排烟使热烟气排出温度明显增加,选择风机需要考虑耐温要求。     

机械排烟控制航母机库火灾烟气运动大涡模拟

航母机库火灾是影响航母安全的重要因素。为研究航母机库火灾防护与控制技术,采用低速气流运动控制方程组和湍流燃烧大涡模拟方法仿真分析机械排烟条件下航母机库油料火灾的蔓延与烟气运动规律。结果表明:针对本算例机库几何尺寸和油池火规模,机械排烟量介于300~600 m3/s,不仅会增高热烟气层高度、降低下层烟气温度,还会降低火源附近的热流密度;当机械排烟量不超过600 m3/s时,采用机械排烟对油池火蔓延的强化影响不显著;机械排烟使热烟气排出温度明显增加,选择风机需要考虑耐温要求。     

机械排烟时补风口高度对竖直单开口舱室火灾烟气特性的影响

[目的]为合理制定舰船竖直单开口舱室火灾的排烟战术,提高排烟效率,[方法]通过搭建全尺寸火灾实验平台,对竖直单开口舱室的火灾烟气特性进行研究。通过设置不同的开口高度,对负压排烟时的火源燃烧速率、舱室能见度及温度进行测量与计算。根据实验测得的火源热释放速率,使用火灾动力学模拟软件(FDS)对实验及仿真舱室温度峰值进行对比分析。[结果]结果显示,机械排烟时补风口高度应设置在总高度约1/2处,在此高度下舱室能见度及温度下降速度更为迅速。[结论]所做研究对于竖直单开口舱室火灾的机械排烟战术制定具有一定指导意义,同时也证明了在此种火灾条件下采用FDS进行模拟的可信性。     

气体FPSO上部模块火灾场景数值分析

针对火灾情况下的温度变化问题，以气体FPSO平台为例，选取该海域常见海况，研究不同风速、风向下的喷射火模拟。采用基于流体动力学（CFD）的火灾动态模拟（FDS）软件进行喷射火模拟，研究喷射火场景下平台上部模块的火场及温度场分布规律，并探寻不同风速、风向对火场的分布规律影响。对火焰形态进行研究发现，火焰沿风向飘移，当喷射火为垂直喷射火时，火焰作用于甲板上的面积与风速大小成反比。对温度场进行研究发现，温度场的分布与火焰的分布规则基本一致，甲板上的高温区域位于泄漏口上方甲板顺风向的位置，且风速越大，高温区域距离泄漏口在甲板投影的位置越远。由于风速大会加快结构与外界的热交换，因此，风速越大，甲板上的温度场面积越小，最高温度越低。模拟结果对于气体FPSO上部模块发生喷射火灾时的消防与救灾抢险具有指导意义。     

Dynamic analysis of a dual-spar floating offshore wind farm with shared moorings in extreme environmental conditions

The concept of a shared mooring system was proposed to reduce mooring and anchoring costs. Shared moorings also add complexity to the floating offshore wind farm system and pose design challenges. To understand the system dynamics, this paper presents a dynamic analysis for a dual-spar floating offshore wind farm with a shared mooring system in extreme environmental conditions. First, a numerical model of the floating offshore wind farm was established in a commercial simulation tool. Then, time-domain simulations were performed for the parked wind farm under extreme wind and wave conditions. A sensitivity study was carried out to investigate the influence of loading directions and shared line mooring properties. To highlight the influence of the shared line, the results were compared to those of a single spar floating wind turbine, and larger platform motions and higher tension loads in single lines are observed for the wind farm with shared moorings. The loading direction affects the platform motions and mooring response of the floating offshore wind farm. Comparing the investigated loading directions to the 0-deg loading direction, the variation of mean mooring tension at the fairlead is up to 84% for single lines and 16% for the shared line. The influence of the shared line properties in the platform motions and the structural responses is limited. These findings improve understanding of the dynamic characteristics of floating offshore wind farms with a shared mooring system.     

燃气轮机排气引射装置数值模拟

对燃气轮机排气引射装置进行了三维数值模拟,采用非结构网格、Realizable κ-ε湍流模型求解三维N-S方程组,得到了全流场速度、压力、温度等的分布情况,并进行了详细分析。结果表明所采用的数值模拟方法较为准确,能充分反映排气引射装置的流场发展情况。对排气引射装置设计具有指导意义。     

船舶涂装车间VOCs废气排除效果数值模拟

针对大型船舶涂装车间，建立用于两种不同通风方案和挥发性有机物（Volatile Organic Compounds，VOCs）废气扩散的数学模型。运用数值模拟方法，研究不同通风方案的气流速度场和气流压力场的分布特点及其对VOCs废气排除效果的影响规律。结果表明：侧进侧排（Side Intake and Side Discharge，SISD）式的原有通风方案导致车间VOCs废气不断向车间顶部累积，通风效率较低；而侧进底排顶部补风式的优化通风方案可有效提升车间湍流区域面积和风速，对VOCs废气排除效果作用显著。研究结果可为船舶涂装车间通风系统的优化设计提供参考依据。     

海洋平台稳性计算分析

以自升式钻井平台和在建的FPSO项目稳性计算分析为例,从风模型的建立、风载荷计算及风向角的角度进行FPSO稳性计算,综合考虑不同规范的要求,确定平台完整稳性和破舱稳性衡准,定义开口、破损范围及渗透率等参数,并利用NAPA软件对海洋平台进行配载,计算平台在各种工况下的稳性,明确稳性计算方法的正确性。     

基于神经网络对电控柴油机运行特性影响因素仿真研究

基于AVL-BOOST软件仿真平台建立某船用四缸柴油机仿真模型,标定后的模型进行柴油机全工况仿真计算.仿真出来的3 200组数据作为人工神经网络输入数据,采用贝叶斯统计方法对网络进行训练建立2层的反馈神经网络仿真模型.并分别通过实验、AVL-BOOST和神经网络数据曲线的对比分析,验证人工神经网络预测的准确性.利用验证好的人工神经网络模型预测进排气压力对柴油机转矩的影响,以及预测压缩比和供油定时对柴油机排放性能和动力性能的影响,最后利用扰动法分析不同工况下柴油机各个参数对柴油机性能的影响程度.     

浮式生产装置LNG预冷天然气分液罐泄漏扩散模拟研究

针对海洋工程中重气的泄漏而导致严重后果的问题,归纳国内外的重气研究结论,基于海上浮式生产装置的预冷天然气分液罐,建立了不同风速场、不同宽度的分液罐泄漏模型,对其进行了重气泄漏后的扩散模拟,得到了扩散后影响的区域结果,并提出了改进措施,为海上浮式生产装置的安全保障提供指导。     

自升式钻井平台风载荷研究

以海洋钻井平台风载荷计算为研究对象,将船级社规范、CFD计算流体力学计算、风洞试验和一种土木工程方法分别应用于一自升式海洋钻井平台的风载荷计算,并详细比较了各方法间存在的差异,比较论证了土木工程方法作为自升式钻井平台风载荷计算的参考价值。     

PA6-280柴油机的变工况多目标配气正时优化计算

建立了柴油机废气涡轮前的燃气能量和燃油消耗率的综合评价函数，采用多目标优化的方法，对PA6-280柴油机的进排气正时进行了优化计算，分析了配气正时的调控对柴油机性能的影响。     

导流板设计方案的数值模拟与试验研究

针对船舶柴油后排气在烟道内流动时易在拐角处形成大量气体涡旋且存在速度差明显的工程实际问题,特对烟道第二个拐角展开优化模拟分析,以期获得很好的系统流场均匀性。在圆弧型烟道拐弯处设计6种导流板填充方案,分析烟道内混合气体流速和压损的变化趋势,寻求最佳的优化方案。此外,根据模拟结果,搭建试验平台,通过试验来验证数值模拟的正确性。结果表明,在圆弧型烟道中,布置3块变弧长导流板对气体的引流效果最好,此时出口流速差值最小,压损最低。     

FDPSO气体泄露扩散规律数值模拟研究

应用流体动力学理论,通过数值模拟得到了浮式钻井生产储卸油装置(FDPSO)泄露速度、泄露位置、环境风速等因素对气体扩散分布的影响。结果表明,定风速下,气体扩散速度水平方向较垂直方向大,平面内横向较纵向大;不同泄露位置下,气体的扩散分布则主要取决于FDPSO的设备布置情况;不同泄露速度或风速下,气体浓度有着先升高后稳定的变化趋势。同时依据模拟分析结果进行了FDPSO油气处理模块安全逃生路线设计。