近年来随着极地航线开辟,极地油船货油加热与保温优化技术逐渐成为人们关注点之一,但极地特殊的环境对于货油加热与保温影响的相关成果研究较少。随着北极油气资源开发不断深入以及北极航线的畅通,极地油船数量将大幅增加,油船运营的经济性以及极地环境的污染问题将越来越受到重视。论文的主要研究内容如下:一、以大型原油油船(VLCC)舷侧舱为原型,研究对象是具备一定的流动性(正常状态的货油)的货油,根据质量守恒、能量守恒与动量守恒等微分方程组描述货油的对流换热过程,应用数值模拟建立缩尺数值模型与三维全尺度数值模型。二、基于选定的缩尺数值模型,通过缩尺模型实验验证了数值模拟方法的准确性与可靠性。在此基础上通过三维全尺度模型研究了常温静水环境下以及低温静水环境下,货油的温度场与速度场的变化特征,并分析此时油舱不同壁面的热流密度变化规律,通过对比分析低温环境下与常温环境下参数的变化特征,得出极地低温的影响机制。三、最后探索极地油船在运动状态下强迫对流对于货油传热的作用机制,并通过与低温静水环境下货油加热过程中的流场以及舱壁热流密度等参数的对比分析,得出极地油船,油舱晃荡对货油加热过程的影响机制。根据上述研究,得出极地油船货油加热过程中的节能方案。本文为实现极地油船准确控制货油的保温,减少运营成本,降低极地环境污染提供有力支撑。