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考虑船舶通风的颗粒物扩散特性分析
| 论文题名： | 考虑船舶通风的颗粒物扩散特性分析 |
| 关键词： | 船舶通风;颗粒物;扩散特性;计算流体力学 |
| 摘要： | 船舶作为国际间运输的主要交通工具之一，承担了大多数的货物运输与部分旅客运输工作。在疫情常态化下的背景下，船舶作为海上的独立结构物，必然需要采取一定措施来控制可能的病毒传染。在抑制病毒传染的众多措施中，良好通风是最有效的方法之一。而在航行状态下，船舶周围通常空旷且空气流动性良好，不断使用舱外新鲜空气对舱内空气进行循环更新可以有效抑制病毒扩散。但是如何保证进入舱内的新鲜空气与排出废气的独立性，以确保良好的通风并不造成交叉感染，是当前背景下值得考虑的问题。 基于上述原因，本文应用计算流体力学理论，探讨船舶通风筒在不同排放速度、风筒结构及风场速度的情况下的废气扩散情况，并着重研究废气中可能携带的病原体颗粒物的扩散规律。主要研究结论如下： （1）菌型通风筒的流场由于外部空气的干扰及排出气流与甲板存在一定角度，会倾向于向上扩散。而颗粒物大多跟随高速气流运动，部分颗粒物会在运动过程中向周围扩散。在可吸入颗粒物的粒径范围内，气体所携带的颗粒物不会影响流场的分布情况，颗粒物的粒径越大，其所受到的重力作用越大，越倾向于脱离射流向四周扩散。 （2）菌型通风筒的流场在风筒构造不变的情况下，根据排气流量基本成规律变化。流场的运动速度越大，携带于其中的颗粒物越倾向于向周围扩散，且脱离危险范围的时间整体越短。此外可以认为，在风筒出风口处周围10m是可能的危险范围。当超出这一距离时，废气内可能携带的颗粒物不会直接通过排气射流到达，范围外病原体浓度被充分稀释，对人体危险性不大。 （3）在选用风筒规格时，不宜采用公称通径与通风量相比过小的风筒，这样会导致污染物扩散距离增大。风筒的遮挡围板与风帽高度对污染物的扩散情况有较大影响。如有必要，可以适当使遮挡围板靠近风筒高度，并增大风帽高度使颗粒物扩散距离变小。通风筒的整体高度对污染物的扩散情况影响不大，不必为了提升扩散效果加高风筒。 （4）外界风会阻止颗粒物向迎风侧扩散，所以应将排风筒设置在靠近船尾部分。其次，外界风速越大，颗粒物的扩散情况越为集中。所以在同一层甲板上，将进风筒设置在排风筒同等船长方向位置是合理的，且应避免将进风筒直接设置于排风筒后方。 |
| 作者： | 杨靖柯 |
| 专业： | 船舶与海洋结构物设计制造 |
| 导师： | 于大鹏 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 大连理工大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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