晃荡液舱油品蒸发与油气排放关系着油船装货作业的安全与环保,本文针对油船装货过程中液舱油品蒸发、油气排放行为,构建三维模型液舱,采用理论分析和数值模拟的方法探究装货速率和液舱晃荡强度对舱内油品的蒸发及透气口处油气排放影响。一、通过分析实际海况下油船装货过程,确定晃荡因子及油品属性,采用薄膜理论及扰动能理论描述油品蒸发现象,并分析油品蒸发及油气运移动力。考虑到静止液舱装货情况下舱内的层流特性,基于菲克定律、VOF模型、扰动能理论及薄膜理论提出适用于层流状态的油品蒸发模型。针对晃荡液舱中油品的湍流特性,采用动网格技术实现液舱的晃荡运动,基于薄膜理论、VOF模型和扩散传质模型定义液舱湍流状态的油品蒸发,同时通过RNG湍流模型将晃荡与油品蒸发、油气扩散相关联。二、基于选定的数值模型,分别对装货速率、液舱晃荡引发的油品蒸发及油气排放问题进行求解,用模型试验验证了蒸发模型和数值试验的可靠性。在此基础上分析了液舱油气场的特征及其对气液传质的影响,并借助对流扩散理论分析了透气口油气浓度的变化特征。三、通过分析不同装货速率和液舱晃荡强度产生的单位体积扰动能、晃荡强度的变化特征,并采用晃荡能衡量流体的晃荡强度,获得了扰动能与晃荡能的能量传递关系,以及装货速率与液舱晃荡强度产生晃荡能的统一关系。基于此,对油品蒸发及液舱透气的影响特征进行了研究,得到蒸发率、透出油气速率随晃荡能不断增大。本文为油船装货过程中减少蒸发损耗提供了理论基础,同时对船舶液货安全作业和污染控制具有指导意义。