天然气是一种储量丰富而又清洁的碳氢化合物燃料,具有高效、优质、清洁等优异特性。天然气的运输主要是在大气压力,-163℃条件下将其液化成液化天然气储存在液货舱内再通过LNG船舶运输。在LNG船舶液货操作中,预冷工艺至关重要,它不仅关系到液货舱设备结构的强度,也关系到船舶营运经济性。随着我国LNG船队的组建,目前国内学者对LNG船舶的研究较多,主要的研究都集中在船舶结构强度、货舱晃荡载荷等方面。然而对LNG船舶液货操作的研究,尤其是液货舱预冷工艺的研究鲜见报道。研究LNG船舶薄膜型液货舱预冷工艺的变化规律,对科学合理的制定预冷方案具有重要意义。本文的研究对象是LNG船舶薄膜型液货舱预冷工艺,主要工作与结论如下：首先对LNG船舶薄膜型液货舱热负荷进行了传热分析,推导出预冷工艺热负荷计算方法,建立了预冷时间数学模型、最小供液率数学模型和液货舱舱内气体温度、压力随时间变化数学模型,分析了预冷时间和最小供液率的影响因素和变化规律。其次针对母型船“大鹏昊”,计算了预冷结束时液货舱的热负荷和临界供液率的大小。同时利用MATLAB/Simulink软件对预冷工艺进行了平面仿真,模拟出预冷工艺液货舱内温度、压力随时间变化关系,分析了预冷规律。仿真结果表明LNG船舶薄膜型液货舱预冷工艺可以分为三个阶段：快速降温阶段、缓慢降温阶段和温度稳定阶段。母型船的最佳供液率范围为1200kg/h-1800kg/h之间,制定科学预冷方案时不同时段应采取不同的供液率。最后利用CFD软件Fluent对LNG船舶薄膜型液货舱预冷工艺进行了三维数值模拟,模拟预冷工艺时液货舱内的温度云图、速度矢量图、冷却介质流线图、天然气气相体积分布图等,分析了预冷过程中液货舱内的温度场、速度场、流场及传热过程,研究了LNG船舶薄膜型液货舱预冷工艺时冷却液空间几何分布规律。