海上直升機(jī)是連接海上平臺(tái)與陸地的重要交通工具。保證直升機(jī)能夠在海上平臺(tái)安全起降是海上平臺(tái)在設(shè)計(jì)期間必須考慮的一個(gè)重要環(huán)節(jié)。直升機(jī)在海上平臺(tái)上方起降過程中主要受兩方面因素影響,一是平臺(tái)上發(fā)電設(shè)備排出的高溫?zé)煔?二是直升機(jī)甲板周圍的湍流流場。本文針對(duì)某一海上平臺(tái)煙氣擴(kuò)散對(duì)直升機(jī)起降安全的影響完成以下研究:（1）針對(duì)煙氣擴(kuò)散問題,通過對(duì)各種計(jì)算流體力學(xué)湍流模型進(jìn)行對(duì)比分析,提出運(yùn)用考慮湍流粘性各向異性的雷諾應(yīng)力湍流模型進(jìn)行數(shù)值模擬。（2）針對(duì)煙氣擴(kuò)散的特點(diǎn),建立了單純的大尺寸三維空間高溫?zé)煔鈹U(kuò)散模型。使用FLUENT軟件開展基于雷諾應(yīng)力模型的模擬計(jì)算,得到煙氣質(zhì)量流率、大氣風(fēng)速以及煙氣溫度對(duì)煙氣擴(kuò)散的影響規(guī)律,發(fā)現(xiàn)溫度是影響擴(kuò)散規(guī)律不可忽視的因素。（3）在上述分析的基礎(chǔ)上,建立海上平臺(tái)高溫?zé)煔鈹U(kuò)散模型,對(duì)可能導(dǎo)致直升機(jī)起降事故的各個(gè)風(fēng)況下的煙氣擴(kuò)散進(jìn)行數(shù)值模擬和量化分析,從中確定影響直升機(jī)起降安全的五種風(fēng)向。根據(jù)CAP437（英國CAA）標(biāo)準(zhǔn)對(duì)模擬結(jié)果進(jìn)行判定,得到分別由高溫?zé)煔鈹U(kuò)散和大氣湍流導(dǎo)致的直升機(jī)年不可用概率。（4）以直升機(jī)年不可用概率小于8%為優(yōu)化目標(biāo),對(duì)平臺(tái)煙囪尺寸進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)。... 

【文章來源】：中國石油大學(xué)(北京)北京市 211工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：72 頁

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

固定導(dǎo)管架式海上平臺(tái)Fig.1.1Fixedjacketoff-shoreplatform

海上平臺(tái)常用直升機(jī)Fig.1.2Helicopterofoff-shoreplatform

圖 2.1 湍流對(duì)氣體擴(kuò)散的影響Fig. 2.1 Effect of turbulent flow on gas dispersion風(fēng)不僅對(duì)海上平臺(tái)煙氣擴(kuò)散有影響還會(huì)與海上平臺(tái)自身相互作用，致使海上平臺(tái)周圍及上空形成復(fù)雜的湍流流場。這種復(fù)雜的三維氣流會(huì)對(duì)直升機(jī)的起降安全產(chǎn)生一定的影響，因此需要對(duì)海上平臺(tái)直升機(jī)甲板上方的湍流進(jìn)行分析。除上述影響因素之外，大氣的溫度與濕度也會(huì)對(duì)氣體擴(kuò)散產(chǎn)生一定的影響。一般情況下，大部分氣體的擴(kuò)散系數(shù)隨著環(huán)境濕度的增加而增加，因此濕度較大的環(huán)境有利于煙氣的擴(kuò)散。大氣溫度主要影響大氣在垂直方向上的對(duì)流運(yùn)動(dòng)，從而對(duì)煙氣擴(kuò)散產(chǎn)生影響。2.2 計(jì)算流體力學(xué)流體力學(xué)是以納維-斯托克斯方程（N-S 方程）為基礎(chǔ)的科學(xué)。對(duì)于一般的流體力學(xué)計(jì)算問題，除了需要對(duì) N-S 方程求解之外，還需要對(duì)相應(yīng)的控制方程進(jìn)行求解。如果再考慮介質(zhì)材料性質(zhì)以及粘性作用，就導(dǎo)致流體力學(xué)基本方程組非常

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號(hào)：3467031