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原文传递船舶舱室火灾蔓延特性研究

论文题名：	船舶舱室火灾蔓延特性研究
关键词：	船舶火灾;火势蔓延;火焰羽流;人员疏散;热辐射模型
摘要：	随着船舶工业的迅速发展，大型化、智能化的各类船舶被投入到航运业进行运营。但船舶舱室作为一种特殊的密闭复杂结构，在发生火灾时对于人员和设备的威胁较大，严重影响航运业的快速发展。船舶火灾作为影响航行安全的主要威胁之一，其事故数量在历年来的船舶海难事件中占比高达20%。火灾产生的高温环境及快速蔓延的烟气严重影响到人员的快速逃生，并同时对船舶结构和设备产生巨大损害。因此，研究船舶各类舱段结构发生火灾时火灾的蔓延情况以及温度、能见度、有害气体浓度、氧气浓度和热辐射通量等火灾参数的变化情况对控制火灾蔓延、制定消防方针、指导人员快速疏散和保护船上重要设备等具有重要意义。　　本文以某教学实习船的部分舱段结构为研究对象，通过FDS火灾模拟软件建立舱室舱段物理模型，基于FDS对火灾场景的仿真模拟情况研究船舶舱室不同工况火灾的蔓延情况和火灾危险参数的变化情况，结合火灾参数危险限界值标准，对人员的疏散以及设备的保护提供了数据支撑，主要内容如下：　　首先，采用求解湍流问题的大涡模拟计算方法，运用FDS软件对船舶单舱室火灾进行仿真研究。分别研究船舶单个舱室发生火灾时烟气温度和火灾羽流垂直方向温度的变化情况。得到了单个舱室发生火灾时烟气温度在水平方向和竖直方向的变化规律。并结合火灾双区域理论，使用无量纲法提出了一套适用于机舱大尺寸舱室的火羽流轴线温度预报模型。　　其次，根据火源类型和船舶自身结构设计了居住舱室着火和机舱着火两种火灾工况。通过FDS的仿真模拟后运用Smokeview模块将数据转化为动态的切片云图，能够清晰直观地察看烟气蔓延的动态效果，再根据不同火灾参数的切片云图变化情况进一步详细分析火灾的蔓延情况。最后分析布置在各类舱室中心的测点数据，从温度、能见度、有害气体浓度、氧气浓度和热辐射通量等五个方面对舱段内人员受到生命威胁进行综合评判，得出不同工况火灾对于人员以及设备的影响，同时总结出各层甲板舱室中人员的逃生时间临界值。　　最后，在机舱火灾工况的基础上作进一步详细研究，对机舱油池火灾产生的热辐射对主机设备的损坏程度进行分析。结合油池火在热辐射的场模型以及经验计算模型，与模拟值进行对比，得到在此火灾工况下与设备表面接收的热辐射模拟数值最接近的计算模型。
作者：	王禧锦
专业：	船舶与海洋工程
导师：	刘寅东
授予学位：	硕士
授予学位单位：	大连海事大学
学位年度：	2022