极地船舶海水管道内的传热特性分析开题报告

1. 研究目的与意义（文献综述）

北极地区在全球气候和生态环境的变化过程中，始终发挥着重要的作用。海洋、海冰以及大气作为北极气候系统的重要组成部分，在它们之间形成一个十分复杂的作用链，相互影响相互制约，共同维持着极区气候系统的平衡。

随着全球气候变暖、海冰大量融化，极地丰富的资源和航道从潜在利益变成了现实利益。而同时科学技术的发展和世界经济的复苏，船舶航运以成本低、可长距离大批量货运的优点成为了一种最重要的运输手段。目前世界上一些发达国家正在掀起极地船舶关键技术研究的热潮，与此同时开始大量建造极地船舶。全球航运重心将逐步转向北极，这是由于世界发达国家大多数处于北纬30度以北，这个地带生产了当今世界80%的工业产品，占据70%的国际贸易。由于气候地理因素的变化，北极航道畅通后将使这些地区的国际贸易航线缩短大约6000~8000公里的航程，节省40%的航运成本。北极也拥丰富的自然资源，对世界未来经济社会可持续发展有重要的支撑作用。据美国地质勘探局公布的评估报告称，北极拥有13%全球未探明石油储量，30%全球未开发的天然气储量和9%的全球煤炭资源。

而我国当前中国能源消费量达到24亿吨，已经面临较为严重的能源危机了。作为一个近北极国家，北极的航道可以减少我国对常规航道的依赖，降低能源运输的安全风险，同时开发北极丰富的油气资源也可以为我国的油气安全提供战略保障。但是我国在极地船舶基础研究和核心技术与国外先进技术水平差距较大。

2. 研究的基本内容与方案

首先，查阅相关文献摘要，并且重新复习以往的课程，如：传热学、工程热力学、船舶管系、船舶原理、三维虚拟现实技术等，做到温故知新、融会贯通，在重新学习的过程中发掘新的思考。

将通过极地船舶海水冷却系统中三维海水管道传热特性设计与基于cfd的海水在不同含冰率的海水管道传热特性分析进行设计计算。

其次，根据题目查找相关资料和设计软件并计算。如冷却水管路系统。海水冷却系统由海底门、海水总管、海水泵、海水输送管、控制阀门、机带海水泵。船舶冷却系统的作用就是利用海水或者淡水冷却船舶主机、副机系统做功后产生过多热量，防止设备因为温度过高导致不能工作或者损坏的一个管系。

3. 研究计划与安排

1、第1-3周：英文翻译，完成开题报告和文献综述

2、第4-6周：极地船舶海水冷却中三维海水管道设计

3、第7-10周：基于cfd的海水在不同含冰率条件下的海水管道传热特性分析

4. 参考文献（12篇以上）

[1]张萌萌.基于fluent的北极海冰三维温度场数值仿真和融化模拟[d].硕士学位论文，武汉理工大学,2013

[2]何国庚，吴锐，柳飞.冰浆生成技术研究进展及实验初探.建筑热能通风空调,2006,vol.25,no.4

[3]张曼，杨帆，方贵银.动态冰浆传热特性的研究 [j].低温与超导，2007，35（4）：338-340