自 20 世纪 90 年代以来，我国发生了近 300 起船舶火灾事故，经济直接损失高至 一亿六千七百万元。发生数和损失数分别比 20 世纪 80 年代多了 80％和 82％，油船、 客船和旅游船火灾数量增长很快，发生数甚至翻了一番，一共造成了多艘船报废和沉 没。从 20 世纪 80 年代以来，各个国家发生海难事故的数量一年比一年多，其中大多 的起因是火灾和爆炸，年均增幅大，船舶吨位的年均总损失也很巨大。船舶火灾数量 的上升并不是偶然的，而是因为其存在的特殊性，船是水上航行必不可少的交通工具， 船上设施齐全，整个船布满了油、电、气管系，还有各种机械电器，承载着几十万吨 乃至数百上千万吨货物还有数千旅客，由于火源多，所以引发火灾因素也特别多，尤 其是液化船、油船、承载轿货车的船舶、以及用易燃物装饰的旅游船，危险性更大， 一个人员的疏漏、一个关键部件发生意外故障，都极可能使船舶发生火灾[1]。

1。2 研究目的及意义

船舶舱室空间与普通陆上建筑空间相比，它的空间具有其特殊性，使得是两者火

灾行为有很大的不同。消耗的氧气量、生成的产物以及消耗的能量，都跟空间有无顶 棚开口或有无开口有很大的关系，这些因素都会影响火灾的燃烧，而后影响空间里的 各种元素含量和温度压力等，这个燃烧并不是一个稳态过程，而有门窗的建筑空间火 灾则不同，所以建筑火灾发展起来的理论及模型很难在舱室火灾中使用。因此对舱室 火灾进行专项研究，并且掌握它的火灾行为规律，建立火灾模型都是很有必要的。同 时，船舶舱室火灾的研究和防火技术与消防技术也息息相关。

船舶设计由三个系统的设计组成，分别是结构防火系统、探火和失火报警系统、 灭火系统，它们可以分别用于火灾的预防、发生火灾时的报警和发生火灾后的灭火工 作，船舶设计最重要的环节是防火设计。并且船型不同，也应该采取不同的措施。

船舶船体、舱室和舱壁的建材一般是钢铁，在发生火灾时热量很容易通过舱壁进 行传递，另外，由于钢铁本身遇到高温结构性能会降低的特殊属性，船舶结构的整体 性能会受到很大的影响。所以，想要降低火灾时船舶的威胁，需要研究使用钢材料的 舱壁在火灾发生时的温度变化规律，并依此对船舶结构进行防火设计。近几年，随着我国航海事业迅猛发展，更需要人们对船舶火灾以及其危害性有更 深的认识。人们要更深地认识研究船舶火灾，对其如何发生、如何发展以及如何扑救 形成完整的体系，为火灾的防火和扑救打好基础。另一方面，建筑方面的火灾研究也可以指导船舶火灾科学的发展。

1。3 研究现状

1。4 论文主要研究内容

（1）查阅、归纳总结船舶防火设计及舱室内热流场等相关文献，掌握目前国内 外研究现状；

（2）了解大涡模拟的思想，掌握 FDS 软件的基本操作；

（3）基于某型船舶结构特点，利用 FDS 软件建立某舱室结构模型；

（4）设定火源、壁面钢材热物性及边界条件等，模拟火灾演变过程；

（5）结合船舶防火设计特点，分析舱室内及壁面温度等变化规律。论文网

第二章 数学模型

2。1 FDS 介绍

模拟软件 FDS 是由美国 NIST 开发的用于工业规模分析的火灾模拟软件。采用 大涡模拟，不仅需要计算的工作量不大，而且可以得到的瞬态流场真实性和精确度较 高。并且 FDS 软件在对船舱进行火灾模拟后，计算结果是可视化的，结果还包括了 温度、烟气分布和各种气体分布的详细信息。目前已经使用 FDS 解决了大量火灾问 题，对消防工程做出了巨大贡献。它重点计算火灾中的发生的热传递和烟气流动的过 程，同时，还可以在模型中专门设置模拟喷淋装置等灭火装置。FDS 对于研究火灾动 力学和燃烧学来说是一个可靠有用的工具，目前它已经解决了许多消防方面的问题。