船舶机械通风

(一)导论通风用以控制舱内空气的物理性及化学性使其能保持适于舱内的人或货物,或避免有毒性的气体的浓集,及维持室内空气适于机器之运转。一般通风系用以使(1)舱内的空气清洁(如去除 CO_2气体,细菌,灰尘,臭气等)(2)舱内空气保持一定的流通(3)舱内温度不使太高(4)舱内保持一定的湿度。(1)欲保持舱内空气清洁,可以经常换气(即送入新鲜空气,排出混浊空气用以冲淡不洁的空气的浓集,如送入的舱外新鲜空气含有灰尘甚多,则可     

船舶传染病隔离舱空调系统设计的探讨

介绍了船舶传染病隔离负压舱的空调系统设计的特点和思路,结合一典型传染病舱模型进行空调系统设计,对舱内污染控制分区进行了分区设置,对换气次数、负压值、空调负荷、空气处理等主要技术指标进行了计算和结果分析。结合舱内空调负荷介绍了通风换气设备与节能措施,根据传染病隔离负压舱空调系统的特点选取了相应的热回收装置,并描述了其工作原理和特点。     

大型邮轮典型舱室气流分布及污染物传播数值模拟

本文基于计算流体力学(CFD)方法,采用RNG k-ε湍流方程,对大型邮轮典型4人舱室气流分布及污染物传播进行数值模拟研究.对比4种典型气流组织形式下舱内气流分布性能的优劣,以及人员进行一次咳嗽后液滴在空气中的传播规律.研究表明:散流器上送上回的气流形式气流性能较优,ADPI接近90％,而下送上回的置换通风模式能量利用...     

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。     

船用隐极无刷发电机混合通风和温度场仿真计算研究

该文针对船用隐极发电机混合通风风路的结构。建立多元二次非线性回路压降方程组,引入函数风阻使之降幂成为多元一次非线性方程组,以解算出各等效风路的空气流量;引入气体热流,构造非线性节点热流方程组,以解算出求解域中各节点的温度。     

化学品船防污染系统的设计与研究

根据MAPOL 73/78公约附则II中对有关化学品船舶的液货的残余物量、不同货物的洗舱程序、有毒液体物质残余物的排放控制等规定,对化学品船防污染系统的设计进行研究。通过有效扫舱系统、洗舱系统、液货舱通风系统、水下排放系统等设计可有效控制化学品船卸货以后舱内残留的有毒残余液货量,减少其对海洋污染。     

船舶舱室置换通风系统的数值模拟和优化

船上有些空间大、人员集中、船体结构复杂的舱室,传统送风方式难以满足需求,给空气环境设计带来很大挑战。文章采用计算流体力学方法研究置换通风系统在船舶舱室中的应用,通过建立物理和数值计算模型,在设计初始阶段对其进行气流组织、热舒适性等方面的模拟分析和优化应用研究;针对某实船舱室的置换通风系统原始方案和优化方案进行对比分析,结果表明置换通风系统具有流动分层和垂直温度梯度的特点。相比原始方案,优化方案使舱室内温度、风速和热舒适性指标等得到优化,有效降低了吹风感,保证人体周围的空气品质,热舒适性指标也符合标准要求。对船舶置换通风系统的应用研究具有借鉴意义。     

船舶货舱通风系统气流组织的数值模拟研究

基于装载风冷式冷藏集装箱货舱内动态负荷的研究,对货舱空间简化后建立了物理和数学模型,模型中充分考虑了船舶动态航行过程中太阳辐射等因素的影响,采用SIMPLE算法对代数方程的分离式进行求解.通过分析送风和抽风两种方式下货舱内气流组织的温度场、速度场分布情况,提出了优化通风量及通风形式的建议.     

空气可压缩性对船舶破舱进水的影响

在船舶破舱进水过程中,船舱内外流体动力行为非常复杂。本文采用CFD方法研究了考虑空气可压缩性影响情况下的船舶破舱进水动力学问题。研究中建立了基于求解RANS方程的船舶破舱进水计算模型,对姿态固定的破损箱型驳船进水过程进行时域模拟。将数值模拟结果与模型试验结果进行比较,验证了本研究所采用的计算模型的有效性。对数值模拟结果进行分析,如舱内水位变化情况、水体流经破口及在舱内蔓延现象及空气可压缩性对船舶破舱进水过程的影响。     

三维弹性液舱晃荡数值模拟

文章建立了弹性液舱晃荡的数值计算方法。结构域采用有限元法进行离散,流体域的控制方程则采用有限体积法进行数值离散,结构域和流体域之间通过ALE法实现耦合。文中以31.6万吨VLCC实船的液舱简化模型为研究对象,基于MSC.Dytran对液舱内的晃荡载荷以及与弹性液舱的耦合作用进行了计算。首先将舱壁刚化,晃荡载荷与其它CFD计算结果进行比对,验证了计算方法的可行性及正确性。然后在此方法的基础上,模拟了三维弹性液舱内液体的晃荡,以研究外界激励、装载率等参数变化对晃荡载荷与响应的影响,揭示了弹性液舱内液体的晃荡特性。     

置换通风在船舶会议室内的适用性研究

室内空气品质的优劣直接影响人员的工作效率。文中以某船舶会议室作为研究对象,建立其非空态条件下采用置换通风方式的船舶舱室内气流组织数学模型,通过求解RNGκ-ε紊流方程,获得了采用置换通风方式的船舶会议室内空气品质分布规律。结果表明,结合舱室内热源的分布特征,利用热源产生的浮升力作用,合理布置送回风口的位置,船舶会议室人员活动区平均风速在0.15m/s以下、01~1.1m高度内垂直温差小于1℃,能量利用率大于1,获得良好的气流组织和热舒适性,有效地提高了船舶会议室的空气品质。     

FPSO液舱晃荡与船舶时域耦合运动数值模拟

液舱晃荡对船舶运动产生的影响经常被忽略或线性化处理,而当液舱液量较低时,船舶运动与液舱晃荡耦合的非线性性是极为显著的。通过对加入液舱内液体粘性影响的时域方程进行求解,分析FPSO模型船舶与液舱晃荡耦合运动,并将求解结果与试验数据和频域方程求解结果进行对比。首先,采用Hydrostar软件基于频域势流理论得到水动力系数以及波浪载荷。然后,通过脉冲响应函数法(IRF)在时域积分得到波浪辐射力。最后,计算船舶与液舱晃荡耦合运动。一方面,通过CFD软件Fluent模拟液舱晃荡,获取晃荡所产生的力及力矩,并以外力形式加载于船体,得到船舶运动响应;另一方面,在船舶运动仿真计算结果的基础上求解液舱晃荡运动。结果显示:这种计算船舶与液舱晃荡时域耦合运动的方法较频域计算方法更为精确,且得到的船舶幅值响应算子(RAO)也符合试验结果。     

浮船坞压载舱空气管长度计算方法研究

浮船坞下潜深度是通过压载水调节来实现,压载舱内压载水量决定浮船坞的下潜深度,而压载舱内空气管长度是影响压载水量的关键因数。空气管过长会影响浮船坞的抬船能力,空气管过短则会导致浮船坞翻沉,所以浮船坞空气管的长度对船舶性能保障至关重要。为解决浮船坞空气管长度精确定位问题,该文着重对空气管长度进行理论计算方法研究,且通过实船沉浮试验论证,该研究成果可为后续浮船坞的设计与制造提供参考。     

自升式平台风载荷的空气动力学干扰研究

风载荷是白升式平台的主要控制载荷,现行规范在计算风载荷时主要采用面积投影法,不考虑空气动力学干扰的影响,结果偏于保守。以自主研发的122m（400ft）自升式平台为例,通过风洞实验得到其各风向角下的干扰因子伊。在此基础上,采用求解RANS方程的方法,结合k—ε湍流模型对风载荷的空气动力学干扰现象进行数值模拟,所得伊值与实验结果吻合良好,揭示了这种干扰现象对自升式平台风载荷的影响。     

机舱无风管诱导通风系统优化设计

机舱通风采用无风管诱导风机的布置,机舱内温度场、风的流向和风量的控制就完全依赖于诱导风机的选型及布置。利用数值计算软件,首先模拟没有风管和诱导风机情况下的机舱内空气流场,分析其流场中存在的问题及不足点,针对这些问题和不足点选择和布置不同类型和风量的诱导风机和喷嘴,改变局部流场,满足机舱内设备对通风的个性要求,最后再根据数值模拟来校核机舱内增加诱导风机后的空气流场。从模拟结果可看出,诱导风机的增加大大的改善了机舱无风管时的舱内气流组织,很好的代替了通风风管的作用,能进一步优化机舱通风系统,使机舱通风系统更加高效,可控性更高。     

Level-set法预报液舱内剧烈晃荡引起的冲击压强

基于Level-set法就部分装载液体的液舱内剧烈晃荡引起的冲击压强进行了二维数值计算.为了模拟大幅晃荡引起的冲击压强,重点对数值计算较为敏感的自山液面处的物性参数、初始化方程的求解等进行了,数值处理.通过对某一矩形液舱内的液体晃荡的计算,得到了自由表而位置和压强的时间历经曲线.计算结果同实验值的比较表明:本方法可以用于计算预报大幅晃荡引起的载荷.     

液舱晃荡对船舶横摇运动影响的数值研究

为了研究加载液舱在船舶航行时舱内液体晃荡对船体横摇运动的影响,对船体外流场(波浪场)与液舱内流场(液体非线性晃荡)分别采用势流理论方法计算,建立了在波浪中船体与液舱流体晃荡耦合的时域运动方程。其中波浪中船体水动力和时延函数采用三维频域法和脉冲响应函数法计算获得,舱内液体非线性晃荡采用时域边界元法计算。对横浪中加载了方形液舱的15000GT集装箱船在不同液舱装载深度工况下,就液舱流体晃荡及其与船体运动耦合分别进行了计算模拟与验证。研究表明,耦合运动模拟结果能清晰地反映液舱晃荡对船体横摇运动的影响,数值结果与试验吻合良好,并具有较高的计算效率。     

舱室消防预案数值模拟设计及实现

为提高水面舰船消防预案的有效性,针对制定舰船消防预案的需求,设计了具有工程实用性的数值模拟方案,并以某一主机舱所处防火主竖区为典型案例,采用火灾动力学场模拟方法,模拟起火舱室及相邻舱室采取灭火措施后的舱内烟气温度、舱壁和顶壁温度、CO气体浓度、能见度等参数随时间的变化,并分析火灾对扑救人员的威胁以及灭火措施对火灾控制的影响。实例计算表明,及早发现初火并正确操作至关重要,没有控制住且进一步发展的火灾,机械通风状态对舱内火灾早期烟气运动的影响较大,舱壁喷水冷却对降低舱壁温度效果明显,但封舱灭火后需要较长时间才能达到安全状态等。数值模拟结果对进一步细化消防预案具有重要意义。     

某散货船机舱火灾中轰燃现象的数值计算与分析

利用守恒方程及非线性原理,在考虑辐射换热、对流换热、压力变化的情况下,建立了某散货船机舱火灾中轰燃现象的数学模型.运用四级四阶Runge-Kutta方法进行了数值求解,并对轰燃发生的时间t、碰撞因子、舱内空气消耗等进行了计算分析.结果表明,在t=100 s时发生轰燃,随后系统进入稳定状态,碰撞因子变化趋缓,舱内氧气浓度由快速下降逐渐进入缓慢衰减状态,且在200 s之前,氧气浓度降至10%.在121 s和50 s后,CO2和CO浓度分别增加到3%和1.3%.同时对模型进行了可靠性分析,结果表明,模型对船舶机舱火灾中人员的逃生具有重要的意义.     

Experimental Study and Numerical Simulation of Sloshing in VLGC Tanks with Internal Structures

文章对VLGC液舱模型内的晃荡做了数值及试验研究.装在液舱不同位置的5个压力传感器用于测量纵摇情况下晃荡对舱壁的冲击压力.同时建立了计算流体动力学的模型来模拟舱内的晃荡,采用基于RANS控制方程的标准资-着湍流模型,其中VOF法用于追踪自由表面,动网格技术用于更新计算网格.通过与试验压力时间历程的比较,验证了数值方法的有效性;数值研究了没有内部结构及有内部结构情况下的液舱模型,并且讨论了强肋框、水平桁及制荡舱壁对于压力及液舱内液体固有频率的影响.