低气温条件下极地船舶舷侧压载舱温度场数值模拟研究

作者：丁仕风; 胡扬帆; 周利^*; 曹晶; 刘仁伟; 刘志兵

来源：中国舰船研究, 2023, 18(05): 65-72.

DOI：10.19693/j.issn.1673-3185.02898

• 极地船舶
• 热传递
• 数值模拟
• 流体体积法
• 温度场

[目的]旨在分析极地低气温环境温度及压载水容量对极地船舶压载舱温度场分布的影响。[方法]采用流体体积法（VOF）模型模拟气-液两相，标准k-ε湍流模型模拟流体运动，建立极地船舶压载舱热传递的数值分析模型，分析低气温条件下压载舱温度场的动态变化过程，揭示多环境温度和多装载高度对压载舱温度场的影响机制。[结果]随着热传递的持续发生，舷侧压载舱水线以上区域的温度快速下降，降温区分别沿横向向舱内延伸和沿舱壁向下延伸；当压载水较多时，由于水的热容大，舱室温度场相对稳定，但空气热容低、温度场变化大，易出现气旋并进一步影响计算域的温度场分布；在相同压载水容量条件下，外界环境温度越低，内外温差越大，热交换越剧烈，压载舱温度变化越迅速。[结论]采用VOF两相流模型和标准k-ε湍流模型可以较好地揭示极地低气温环境下压载舱温度场的时空演化特征，分析内、外部热边界条件变化对压载舱温度场变化的影响，可为极地船舶压载舱防寒/防冻结提供必要的技术参考。

• 单位
  中国船级社上海规范研究所; 江苏科技大学