随着外浮顶罐朝大型化发展,密封圈成为储罐安全运行的薄弱环节。极端天气下密封圈密封不严或失效引起的油气泄漏不但带来能源浪费,还会引起环境污染甚至火灾爆炸等恶性事故。研究密封圈结构破坏及油气耗散特性,对于保障我国大型外浮顶罐储油库安全运行具有重要意义。本文利用大涡模拟(LES)高精度流场计算方法,研究了强风作用下大型外浮顶罐的油气耗散问题。首先,建立了储罐绕流和气体扩散的基准模型,提出了相应的大涡模拟解法,基于风洞实验数据,验证了数值解法的准确性和稳定性,最大相对误差为26.45%。然后,采用所提出的储罐绕流大涡模拟解法,研究了风速和液位对储罐内外壁风荷载特性的影响。结合流场瞬态旋涡结构分析了罐壁风压分布特性,并对强风作用下发生储罐倾覆、罐壁凹陷和浮盘移动的风险性进行了初步评价。最后,采用所提出的储罐油气耗散大涡模拟解法,分析了油气纵向、环向和空间分布规律。结果表明:储罐液位较低时,上风侧油气浓度高于下风侧,下风侧对应的可燃区最大。随着液位升高,油气纵向稀释特性增强,环向输运作用减弱,可燃区面积减小。本文所得结果与现场储罐的密封脱离罐壁和密封圈起火的位置相符,提出了4项密封圈火灾防控措施。