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。     

有通风弹药舱内慢速火灾特性数值研究

为掌握有通风的弹药舱室内火灾初期特性,从而为火灾早期探测提供指导,采用数值方法对舱室内不同位置的慢速火灾进行模拟。通过对各温度和烟雾探测器位置处的数据分析发现,在通风影响下,慢速火灾时各测点的输出值均较小,短时间内不易达到通常的报警阈值;舱室内通风下游的探测器更易受火灾影响,而且靠近回风口一侧的火灾热烟气在不断累积后沿着舱室边沿向通风上游逐渐扩散。     

有通风弹药舱角落火灾初期温度特性

为掌握有通风的弹药舱室内较隐蔽处火灾的初期温度特性,从而为其早期探测提供指导,采用数值方法对一典型弹药舱室内4种典型火灾增长系数的角落火灾进行模拟。通过对舱室内各温度探测器位置处的数据分析发现,在通风影响下,位于通风下游的温度测点所能达到的最高温度值明显高于其对应通风上游的测点,最大温差可接近10℃以上;尽管火灾产生的热烟气最先影响的还是其正上方距离最近的温度测点,但位于火源所在上方的通风下游测点会最先达到50℃;火灾高温区域主要集中在舱室通风下游,远离火源的通风上游区域在很长时间内难以受到火灾高温热烟气的影响。     

舰船舱室内部爆炸的数值模拟研究

反舰武器战斗部在舰船舷侧防护结构内部爆炸将造成舱室的严重破坏,数值模拟是分析结构在爆炸载荷作用下破坏情况的有效手段之一.舱室内部爆炸的数值模拟涉及到冲击波传播、多个流场与结构的耦合、结构的变形与破坏.文章基于MSC.Dytran软件平台,实现了舱室内部爆炸的数值模拟.研究表明,在舱壁开口有利于减小舱室角隅处的汇集压力,保护舱室结构.同时,爆炸产生的二次破片对舱室结构能产生进一步毁伤效果.     

冲击载荷下舰船夹芯舱室结构动态响应及吸能特性

夹芯舱室结构已被用于国外舰船水下舷侧防护结构中,优化舰船水下舷侧防护结构对研究夹芯舱室结构的抗冲击性能具有重要意义。利用MSC.Dytran软件,研究冲击载荷作用下夹芯舱室结构的动态响应及吸能特性,分析前舱壁厚度hf、后舱壁厚度hb、弧形竖隔板厚度ha及其半径r这4个尺寸参数对夹芯舱室结构变形和吸能特性的影响,给出夹芯舱室结构前舱壁中心点挠度、后舱壁中心点挠度、前舱壁最大塑性应变、前舱壁变形能及芯层结构变形能的拟合公式。结果显示:当4个尺寸参数在一定范围内变化时,由拟合公式计算所得结果与仿真结果的相对误差在10%以内。所得结果可为夹芯舱室结构的设计提供参考。     

基于因子分析的极地邮轮舱室空气污染物研究

船舶舱室空气污染物是影响舱室舒适性的重要因素。以极地邮轮舱室空气污染物为研究对象,在分析其来源及相互影响因素的基础上,提出了采用因子分子法对舱室污染物进行降维的处理方法。进一步,基于相关样本数据的基础上,分别利用SPSS软件和MATLAB编程进行了污染物的因子分析。目前已有的样本数据显示公因子为两个：第一公因子在CO、细菌总数、可吸入颗粒物、甲醛和SO2上有较大的载荷；第二个公因子在甲醛、NO2和SO2上有较大的载荷。研究结果表明：SPSS软件和MATLAB在降维分析中研究结论一致。该研究结果可为对环境舒适度要求较高的船舶舱室空气污染物主动控制提供较好的理论依据和参考。     

甲板舷侧大开口结构应力集中分析及钢模试验

在粗网格有限元模型计算结果的基础上,建立了某船甲板舷侧大开口高应力区局部细化的舱段有限元模型,并利用有限元软件MSC.Nastran对其应力集中现象进行了分析。基于材料分段线弹性假设,对该船甲板舷侧大开口结构有屈服点出现后,角隅区域的应力分布和塑性区扩展规律进行弹塑性有限元计算,并开展了甲板舷侧大开口钢质模型试验,试验结果验证了弹塑性有限元计算结果的准确性。本文的研究成果对于大型船舶甲板舷侧大开口这类特殊结构的强度衡准制定以及局部结构优化设计具有重大的参考价值。     

舰船空气采样感烟探测技术的应用研究

介绍了空气采样感烟火灾探测技术的工作原理和特点，结合舰船消防系统火灾探测技术现状和探测保护部位的特殊性，设计了舰船典型机电舱室的空气采样感烟探测报警系统，通过建立陆上燃烧室模拟实船机电舱室保护区进行了火灾探测对比试验。     

车客渡船舱室噪声预报与控制

针对新设计的100 m级海峡车客渡船开展舱室噪声预报和控制研究。使用统计能量分析（SEA）软件VA One预报所有舱室的噪声,由经验公式得到喷水激励、主辅机、泵体和风机等设备的结构噪声和空气噪声,并加载间接式通风空调口振动的实测值。采用特性分析的方法讨论结构噪声和空气噪声的传播方式,结果表明,结构噪声比空气噪声传播得更远。分析不同舱室的主要噪声来源,发现船舶下层结构,即艏楼甲板以下舱室的噪声主要来自机舱内,而上层建筑舱室的主要噪声则间接来自通风空调口。对于噪声超标的舱室,采取敷设阻尼材料和吸声材料以及加装消声器的减振降噪措施。研究表明,统计能量法适用于船舶设计阶段的噪声预报和声学优化计算,所得数据可为今后100 m级实船设计提供参考依据。     

基于传感器网络的船舶舱室火灾远程监控系统

由于传输信道中存在随机干扰,监控系统受到干扰后输出的信号中存在随机误差,从而导致传统的船舶舱室火灾远程监控系统实时性差,为此设计一种基于传感器网络的船舶舱室火灾远程监控系统。在系统的硬件部分,通过温度传感器实时测量温度,利用无线收发模块传输监控数据,并采用数据采集卡采集监控数据。在系统软件部分,利用传感器网络中的无线通信技术感知实时监测的信息,采用数字滤波方法抑制有效信号中的干扰成分,输出监控信号,以此完成基于传感器网络的船舶舱室火灾远程监控系统的设计。实验以明火发现时间与阴燃火发现时间为实验指标。结果表明,所设计的系统比传统的基于红外技术的船舶舱室火灾远程监控系统与基于蓝牙技术的船舶舱室火灾远程监控系统发现明火、阴燃火的时间短,证明所设计的监控系统实时性能好,能够及时发现火灾情况。     

潜艇狭长空间下火灾烟囱温度场特性分析

潜艇有其独特的结构,其舱室狭小,易燃物多而集中,热量不易散发,加之艇体钢结构,火灾危害性很大.为了研究潜艇狭长空间下火灾烟囱温度场特性,建立了潜艇火灾烟气流动的数学模型和物理模型.采用场模拟计算的方法,利用Phoenics软件对该模型在不同烟囱开口尺寸条件下的火灾烟流进行了数值模拟.给出了不同开口尺寸下火灾烟气温度场的横向和纵向的分布,以及烟囱顶部温度随时间变化的趋势,并分析了烟气温度场随烟囱开口尺寸变化下的发展情况.     

基于CFD的船舶货舱通风数值模拟

以某集装箱船的货舱通风系统为研究对象,根据船舶舱室的通风系统的特点,采用合理的数值模拟方法,并利用拉格朗日粒子示踪的方法描述舱室中的气体流动状况。在此基础上,分析比较3种不同的通风设计方案,通过对比分析研究送风管上开孔朝向和数目对通风效果的影响,确定对通风最有利的方案。模拟结果表明,应用CFD技术进行通风系统分析,可以很好地从流场的分布特性以及空气粒子的运动追踪等方面来评估设计方案的优劣,为通风系统的设计、优化提供有力的工具。     

基于CFD的船舶货舱通风数值模拟

以某集装箱船的货舱通风系统为研究对象,根据船舶舱室的通风系统的特点,采用合理的数值模拟方法,并利用拉格朗日粒子示踪的方法描述舱室中的气体流动状况.在此基础上,分析比较3种不同的通风设计方案,通过对比分析研究送风管上开孔朝向和数目对通风效果的影响,确定对通风最有利的方案.模拟结果表明,应用CFD技术进行通风系统分析,可以很好地从流场的分布特性以及空气粒子的运动追踪等方面来评估设计方案的优劣,为通风系统的设计、优化提供有力的工具.     

舰船舱室空气环境的几点思考

本文从提高舰船舱室空气品质的现实重要性出发,分析了影响舱室空气控制的三个方面因素和当前存在的问题,提出了优化气流组织、加强空气品质控制、改进舱室温度调节、改善系统噪声等四个构想和措施,为进一步优化舰船空调通风系统设计建造提供了基本思路。     

小型邮轮极地环境下住舱舱室空气环境舒适性分析

针对冬季工况下国产小型邮轮极地环境下住舱舱室的气流组织，文章采用CFD软件对使用方形散热器、圆形散热器以及孔板散热器等不同通风末端布置方案的住舱舱室的气流组织进行计算仿真，研究得到了住舱舱室气流组织的温度、预测平均评价指标（PMV）、预期不满意百分数指标（PPD）以及风速等参数的仿真结果，经对比分析获得通风末端布置的最佳方案。并根据方案间的对比得知，在极地环境下，采用方形散热器或圆形散热器能够有效改善住舱舱室室内环境，提高人体舒适度。     

考虑参数不确定性对船舶封闭舱室火灾人员生命的影响

为更准确地评估船舶封闭舱室火灾中危险时间的来临,利用随机抽样的方法对不确定性参数进行抽取,计算封闭舱室火灾中氧气浓度、烟气层高度、烟气层温度达到危险值的时间分布,进一步分析不确定性参数对船舶封闭舱室火灾危险时间来临的影响。     

船舶密闭舱室热工作业温度变化及通风计算的仿真分析

运用仿真模型来分析密闭舱室在热工作业条件下的温度变化规律,针对密闭舱室在热工作业条件下的温度变化特点,结合特定作业条件下的密闭舱室空气使用量的要求,确定保证有足够的通风量。     

舰船舱室挥发性有机化合物的释放速率研究

[目的]为保障舰员健康与舰船的安全运行,应对以挥发性有机化合物(VOC)为代表的舱内空气污染物进行有效控制。污染物的释放速率是表征舱室空气质量的关键参数之一,但目前在该方面的研究还较为欠缺。[方法]基于常规室内环境污染速率测试方法,结合舰船舱室特点,通过Tenax-TA采样管富集采样、ATD-GC/MS分析和集总参数模型拟合,对舱室内以苯、甲苯、乙苯和二甲苯(BTEX)为代表的VOC释放速率进行研究。选取某舰船典型舱室为研究对象,开展封舱与通风工况下BTEX的释放速率测量试验。[结果]结果表明:通风工况下,该舱室二甲苯和挥发性有机化合物总量(TVOC)的平衡浓度均超出了室内空气质量标准,应加强污染源头控制或改善通风净化效能;封舱工况下(舱室环境浓度与通风工况接近),除浓度较低的苯以外,BTEX的释放速率与通风工况下的测试结果吻合较好。[结论]该研究初步建立了适用于舰船舱室的VOC释放速率测量方法,可为其污染特征评估与通风净化系统设计提供参考。     

美国海军潜艇舱室液压系统泄漏火灾风险研究进展

本文针对潜艇舱室液压油泄漏后的火灾风险研究,概述了美国海军所开展的一系列研究工作。为开展这项专项研究,美国利用根据核潜艇艏部舱室搭建的“沙德威尔/688”测试平台,对火灾、爆炸和其它相关风险进行了试验研究,取得大量成果,同时基于实测数据验证了针对性开发的潜艇舱室火灾预测软件的准确性。文章结合我国该领域的研究进展,指出液压油泄漏火灾风险控制思路和未来发展方向。相关研究对我国开展潜艇及其它船舶和密闭环境火灾风险控制研究具有指导意义。     

舰船舱室通风系统效能评估

大型舰船舱室多采用半封闭或全封闭式设计,需要通过机械通风系统对舱室进行通风换气。本文根据大型舰船舱室密闭环境特点,结合2艘典型舰船舱室通风系统换气效果试验,建立舱室通风换气的数学模型,计算对比了通风换气期间舱室污染物的浓度变化情况,并提出有效通风量作为性能参数来评估舱室通风换气系统效能,直观地反映舰船舱室通风换气效果。该研究可为舰船舱室通风系统的设计及优化提供一定的指导。