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。     

海洋平台压力容器安全阀最大泄放量的确定

为了合理确定海洋平台压力容器安全阀的尺寸,采用图解法、HYSYS动态模拟和静态模拟方法对埕岛中心三号平台三相分离器的安全阀在火灾工况下的最大泄放量、气体相对分子量、绝热指数和泄放温度、安全阀泄放面积等关键参数进行模拟计算,对结果进行对比分析,探讨最大泄放理的计算方法。     

15.8万吨LNG双燃料原油船设计研究

以LNG双燃料Suezmax原油船为对象，研究其总体设计关键技术。阐述了首尾线型的设计特点和节能装置的应用比较，以及空船重量控制和结构设计满足最新规范的优化。分析了LNG C型罐在主甲板上的布置位置引起的视线盲区问题，并提出解决方案。在不同的风向、风速和船速等组合场景下，应用CFD方法数值模拟了LNG蒸气云团扩散对甲板面、生活楼和烟囱的影响，确定透气桅的较佳布置位置。综合多方面因素，对比分析双壁燃气管路在机舱的布置方案，收到了降本增效的效果。     

基于CFD法的自升式平台火灾事故模拟研究

碳氢化合物泄漏引起的火灾事故是海洋平台作业过程中的主要威胁之一,往往伴随着人员伤亡、环境污染、平台停产等灾难性后果。以某400ft水深自升式平台为例,采用DOW火灾指数分析法确定了火灾危险区域,并基于计算流体力学方法,在对湍流模型、燃烧模型、辐射模型等关键技术进行研究的基础上,对钻井区域发生火灾后的温度、热辐射、CO浓度分布变化进行了瞬态分析,最后对风速和燃烧速率的影响进行了讨论,为探索自升式平台火灾扩散机理提供了一些参考。     

发烟剂的大气环境影响评价预测程序（smokeEIA）设计

以高斯模型为基础，用Visual Basic6．0程序编写了发烟剂的大气环境影响模型(smokeEIA)，主要包括数值计算和烟幕的影响评价两方面内容。针对不同发烟剂，模型可适时添加污染物种类和质量标准。通过参数设置，根据所选择的污染物评价因子，可计算在某一风速时不同大气稳定度下，下风向不同距离处污染物的地面浓度，并对计算结果进行大气环境影响评价。     

水下吹除排污过程气体射流噪声数值模拟

[目的]研究水下航行体污水吹除产生的辐射噪声的规律特性和影响因素。[方法]基于大涡模拟(LES)与FW-H方程计算方法,对航行体贮容器排污过程进行流场分析和辐射噪声定量计算。[结果]数值模拟与实验结果均表明,辐射噪声主要受吹除压力和背压压差的影响,压差越大,辐射噪声越大,且其基本不受吹除背压影响。贮容器内水排空后,水下直接喷射排气会产生辐射噪声的"拐点",排气噪声显著上升;频谱图呈现低频特性,频率主要分布在1 500 Hz以内,且有明显峰值。[结论]为控制舰船水下吹除排污过程的辐射噪声量级,应尽量控制排气压差,并防止高压气体直接喷射至海中。     

发烟剂的大气环境影响评价预测程序(smokeEIA)设计

以高斯模型为基础,用Visual Basic 6.0程序编写了发烟剂的大气环境影响模型(smokeEIA),主要包括数值计算和烟幕的影响评价两方面内容.针对不同发烟剂,模型可适时添加污染物种类和质量标准.通过参数设置,根据所选择的污染物评价因子,可计算在某一风速时不同大气稳定度下,下风向不同距离处污染物的地面浓度,并对计算结果进行大气环境影响评价.     

舰船热尾流海面和大气传输红外辐射特性分析

舰船热尾流必须经历海面辐射和大气传输过程才能被红外探测器发现。本文建立了海面红外辐射产生和大气红外辐射传输数学模型,在海面红外辐射产生中考虑了粗糙海面分布、风速和探测器观测角度对海面红外辐射的影响,在大气红外辐射传输中考虑了大气分子吸收、大气散射和气象条件对大气红外辐射传输衰减特性的影响。通过对比分析,指出了影响红外隐身效果的主要因素,为红外隐身评估技术提供分析手段。     

小型堆大破口失水事故放射性后果研究

利用MELCOR程序建立了船用堆舱室模型及全船通风模型,针对大破口失水事故,分析通风系统的投入对堆舱邻舱放射性危害的缓解。利用MACCS程序,进一步研究了通风造成的大气环境的辐射危害。得到的结论是:为了保证堆舱邻舱的辐射剂量在剂量限值内,应于事故发生后10 min内投入全船通风。若10 min后投通风,应于全身剂量和甲状腺剂量达到剂量限值前及时采取防护措施。就大气扩散而言,风速越小,受到的辐射危害越大。稳定大气条件的辐射危害大于不稳定气象条件,在中性气象条件下,几乎不会造成任何剂量危害。事发海域,人员无需服用稳定碘。     

基于PHAST的CNG运输船装卸载过程气体泄漏后果评估

运用DNV PHAST软件模拟CNG运输船装卸载过程气体泄漏的扩散过程,以及对CNG运输船装卸载过程气体泄漏发生喷射火、闪火、蒸气云爆炸事故后果进行评价,选取最危险的工况对事故开展模拟,定量分析火灾的热辐射影响范围和爆炸冲击波的超压影响范围。针对模拟结果,提出一些CNG运输船舶装卸货物时的预防措施以及CNG接收站周边设施建设的相关建议,进而提高CNG运输船的安全性和运行的可靠性。     

船舶滑油乳化事故案例分析与改进

描述了某轮焚烧炉废油柜油渣泄放管路系统由于施工质量、船员非规范操作和原设计缺陷等方面原因,导致焚烧炉废油柜泄放的污油水经滑油舱透气集管,倒流入艉管滑油循环舱、滑油储存舱和滑油沉淀柜,造成滑油乳化的事故,并对其进行了原因分析和改进意见.     

喷射压力对直喷天然气发动机燃烧特性的影响

天然气作为直喷式天然气发动机重要的燃料,其喷射压力对发动机燃烧特性有重要影响。采用CFD软件研究了不同天然气喷射压力对船用柴油引燃天然气直喷发动机燃烧性能的影响。结果表明:天然气喷射压力越大,其滞燃期和着火持续期越短;总放热量少,其NOx排放越低,但HC排放越高,Soot和CO排放先低后高。喷射压力越高,速度动能越大,混合越均匀燃烧更充分。喷射结束速度衰减较快,不利于混合与燃烧。天然气喷射压力的研究有利于优化发动机工作性能。     

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。     

硫化氢扩散模拟技术在海上生产设施上的应用

针对近年来海上油田在生产后期越来越多出现硫化氢的问题,通过研究国内相关标准规范,确定了适用于海上生产设施的硫化氢风险准则,并对陆丰某海上平台进行了硫化氢的现场实际检测.根据测量数据建立模型对硫化氢扩散进行了研究,认为风速是影响硫化氢扩散的一个主要因素,风速越大硫化氢的扩散范围则越小.另外,对泄漏位置的影响进行了初步的研究,认为泄漏位置对于硫化氢的扩散时间和扩散范围存在一定的影响.并对现场作业人员提出了建议.     

内河LNG燃料船透气管出口高度评估研究

为合理制定内河液化天然气(LNG)燃料船透气管出口高度标准,在保证船舶安全前提下,解决通航桥梁限制问题,本文基于单一故障原则和风险评估方法,对内河典型LNG燃料船透气管出口高度进行了评估。根据假定船型的布置特点和航行条件,结合出口高度和型式,选定了24种天然气释放场景,利用理想气态方程计算了天然气的释放速率和持续时间,采用三维计算流体力学(CFD)软件FLACS进行天然气扩散波及范围模拟分析。结合天然气扩散接受准则,给出了制定透气管出口高度标准的最小值,对中国船级社《天然气燃料动力船舶规范》合理性进行了验证。针对内河LNG燃料船的航行特点,推荐一种新型透气管出口布置型式。     

基于数值仿真和TOPSIS的舰船甲板流场质量分析

为了能够较便捷的对舰船甲板气流场进行评价,本文在数值仿真的基础上采用基于改进优劣解距离法(TOPSIS)对甲板流场进行排序。此外,评估了不同风向和风速条件下的流场,并与数值结果进行比较。结果表明,运用TOPSIS方法对SFS2舰船在不同工况下的流场质量进行优劣排序,可以得到与数值仿真相同的规律;在相同的相对风速下,关键点的侧风风速越大,流场质量越差;TOPSIS法的评估结果与研究关键点位置的选取有关。     

大气对水面空泡溃灭影响的研究

建立了无界大气流场和有界水流场综合作用下的两相球空泡动力学模型,并基于这个模型研究了大气密度和流动对水面空泡溃灭压力的影响机理。结果表明,当空泡收缩到较小时,空泡的非线性动力学行为可以使大气密度或流动对空泡溃灭压力的影响迅速增大,大气密度越小,溃灭压力越大。     

风对悬浮泥沙扩散特性影响数模研究

为探讨风对海岸工程产生悬浮泥沙的扩散特性影响,通过苍南海域海上倾倒试验实测资料验证了河口海岸地区平面二维潮流泥沙数学模型的计算参数。然后在模型中考虑风的作用,比较不同风向和风速作用下的悬浮泥沙扩散特性。研究结果表明:风会对悬浮泥沙的运动轨迹、扩散速度和扩散范围产生较大影响,且风向和风速是十分重要的影响因素。     

大型平板在高雷诺数下喷气减阻试验研究

针对船舶减阻,论文采用主动喷射气体减阻方式,在国内循环水槽中首次开展大型平板在高雷诺数条件下喷射气体沿流程方向阻力分布特性及其减阻持续距离的试验研究,考察喷射气体减阻的3个阶段:气泡减阻阶段(bubble drag reduction,BDR),过渡阶段(transition),气层(膜)减阻阶段(air layer drag reduction,ALDR)。试验结果表明,气层(膜)减阻是非常有效及有应用前景的减阻方式。在形成有效气层时,较经济的气层名义厚度约为7~8 mm,在两侧设置50 mm气体逃逸挡板条件下,减阻持续距离可达9 m。根据试验测量结果,在较大气泡直径(毫米级)状态,浮力与升力(剪切力)的比值对气泡的运动扩散有较重要的影响。采用无量纲相似参数vg/u_τ~3可获取形成气层(ALDR)的临界气体流量曲线,为不同雷诺数下精确预报气体流量提供相似性分析的技术手段。     

FPSO池火灾分析

结合现役FPSO海洋平台,基于FDS软件,编写海洋平台上部结构池火灾模拟程序。对海洋平台上部结构在不同风速下池火灾的火焰形态进行对比,对温度场进行分析,并探究不同火场的热辐射通量分布规律。分析结果对海洋平台进行火灾风险评估具有一定的工程指导意义。