基于PyroSim船舶机舱火灾模拟计算与分析开题报告

全文总字数：3350字

1. 研究目的与意义（文献综述）

根据海事数据网过去三十年的数据统计，所记录的数据中共有海难船舶677艘，在这677条记录中，火灾和爆炸事故有203起，占到29.99%的比例。由此可见，船舶非常容易发生火灾，而且船舶一旦发生火灾，所造成的损失非常大，危害到货物安全和人员安全，甚至会造成整艘船的损坏。我国是航运大国，很多资源和商品都通过海上运输，这中间存在的安全隐患严重影响着海上运输行业的发展，也威胁着广大船员的生命安全。

其中船舶火灾有75%左右的是机舱火灾，由于船舶本身所处的特殊环境，加上船舶内部的复杂结构、狭窄的通道、分舱多、有限的设备等原因，使得机舱的火灾施救工作开展受到很大影响和限制，在机舱内有大量的易燃易爆设备，一旦失火，燃烧会非常的剧烈，火焰蔓延将会十分迅速，极易发生爆炸；同时又仅能依靠船上现有的人力和设备进行扑救，使得救援难度很大。所以要加强对于船舶火灾的预防和控制，提高船舶的消防能力，最大限度地减少船舶火灾的发生，或当发生火灾时最大限度地降低损失。

因此，模拟和预测在火灾发生时，火势的发展情况、烟气的生成状况、舱室的温度场和压力变化等要素将会使得扑救工作更有针对性和有效性。关于机舱火灾的模拟，一种方法是利用船舶火灾的模拟实验装置，包括舱室、通风机构、火焰燃烧系统、烟气监控系统、数据采集系统等，用真实的实验进行对机舱的火灾模拟；另一种方式是利用pyrosim软件对机舱火灾进行模拟计算与分析，pyrosim 是一款用于消防模拟的软件，适用于fds version 5和smv(smokeview)。pyrosim的图形用户界面可以作为消防动态仿真器(fds)。pyrosim被用来建立消防模拟，并对火灾中烟气的运动、温度和毒气浓度进行准确预测分析。相比较而言，后者灵活性更高，可以对不同的机舱火灾进行更快更灵活的模拟，成本更低，效率更高，而且可以得到火灾过程中动态和瞬态的数据，让工作者可以更全面了解火灾的过程和消防的措施有效性。

2. 研究的基本内容与方案

本课题的主要内容是基于pyrosim船舶机舱火灾模拟计算与分析，建立船舶机舱的模型，利用网格和监测点得到模拟机舱的烟气运动规律、火焰蔓延规律、压力场分布以及温度场分布等，确定最佳的逃生路线和扑救措施。

首先是建立船舶机舱的仿真模型，注意重要模型如发动机、排烟管、安全通道等的设计，然后是起火点的设置，一般为油滴积成的油池为起火点，在真实情况中，由于机器的高温，这种情况也是极易发生的。根据模型建立正交网格，网格大小视计算需要和计算机算力而定，建立监测点。

之后对模型进行数值模拟计算，在此过程中，可能还要考虑到通风的影响。在计算完成之后可以得到烟气蔓延、温度场等数据，在此基础上进行进一步的分析，比如烟气温度在什么时间开始对人身安全有威胁，在多长时间门，必须全部撤离等。

3. 研究计划与安排

1、2019年12月16日，指导教师与学生见面，下达毕业设计任务书；

2、2020年2月24日~3月15日（1~3周），收集资料，撰写毕业设计开题报告，翻译英文相关文献资料；

3、3月16日~3月29日（4~5周），根据导师指导修改完善开题报告；

4. 参考文献（12篇以上）

[1]焦宇, 汪金辉, 康与涛, et al. 船舶火灾的模拟实验装置.

[2]李杰，浦金云，于利峰.船舶舱室火灾一般规律研究.海军工程大学，2017

[3]苏石川，王亮，聂宇宏，顾祥.某船舶机舱火灾发展过程的数值模拟与策略分析.江苏科技大学.2008