（4）钻井平台发生火灾时，扑救的环境复杂，救火难度大。海上钻井平台孤立于海上。火灾扑救时，消防艇会受到风向、风速、水流等自然因素的影响。让消防艇不能快速有效到达平台实施救援。另外，平台上设备多、通道狭窄。火灾发生后，大量的设备零件散落在通道上，让通道变得更加狭窄，施救变得更加困难。

1.3国内外研究现状

1.4主要研究内容

本文的主要关注的焦点为海上石油开采平台在工作过程中，由于某些非人为因素导致的海洋石油钻井平台上发生火灾，火灾产生的烟雾在海洋平台上扩散的情况。研究的主要内容则是基于计算流体力学（CompuerFluidDynamics，CFD）方法在烟气扩散过程中的应用，在了解并能应用基本的气体扩散相关理论基础的前提下，根据海上石油开采平台的具体应用场合，构建最贴近实际的物理模型，借助于该物理模型，引入常用的商业CFD软件，对处于开放空间的半潜式海上钻井平台的火灾烟气扩散过程进行CFD计算，分析这一过程的烟气扩散的机理，扩散的范围、对人员逃生的影响，并以此来规划出半潜式海上钻井平台正常工作过程中因为火灾产生烟气时，平台工作人员的最佳疏散路线。

具体内容如下：

第1章绪论主要包括海洋钻井平台火灾烟气扩散风险分析研究意义，船舶火灾发展现状和国内外研究现状。重点描述了国内外在火灾烟气扩散方面的研究，为本文提供了丰富的理论和背景知识。

第2章火灾烟气扩散数值模拟理论基础首先，介绍海洋平台火灾发生的特点，然后介绍烟气的危害。最后介绍了数值模拟中所需要的数学模型，如湍流模型方程用K-epsilon和组分输运模型。在此基础上，介绍了所需的fluent软件、划分网格软件。

第3章半潜式钻井平台模型建立及设置首先进行海上石油钻井平台模型的简化建模并详细地阐述了前后处理的参数设置。对模型进行网格的划分，采用的网格划分模式是非结构网格，并通过不同网格尺寸比较，确定最优网格形式。最后，在求解器中设置相应的参数，如边界条件，初始化和算法设置等

第4章半潜式钻井平台烟气扩散特性分析首先，探究了在某一风速下烟气扩散情况，探究烟气的扩散路径。其次，基于海上不同风级，探究风速对烟气路径的影响。最后，研究不同风向对对烟气扩散的影响并综合制定出合理的应急逃生路线。

第二章火灾烟气扩散数值模拟理论基础

2.1海洋平台火灾的特点

海洋钻井平台结构非常复杂，并且很多的结构暴露在平台上，各种的管道，电缆都暴露在海洋平台导航在发生火灾时让逃生变得困难。由于钻井平台日常的工作基本就是采油，如有油气泄露，工作人员操作不当就会极易引起火灾。火灾一旦在海洋平台上发生，危害非常高，风险大。又因为平台远离陆地，火灾发生时相对于陆地上的建筑，人员的疏散就显得异常困难，火灾的扑救也只能靠自身的消防设备以及直升机进行。所以在海洋平台上发生火灾造成的人员伤亡和经济损失非常巨大。

2.2火灾时期流场的气流运动特征

（1）理想气体的假设：火灾发生时，烟气之间在范德华力的作用下做无规则的运动并且相互碰撞。碰

撞的过程中，烟气之间会产生内摩擦力。在研究烟气扩散时，假设烟气为理想的气体。如果考虑流体间的内摩擦和可压缩性，则烟气在扩散过程中要考虑热交换及能量耗散的问题。由于理论知识有限，考虑这种问题计算研究很大，所以本文研究的海上钻井平台火灾烟气扩散的过程中不讨论气体的粘性及导热。理想气体满足以下三个条件：i气体之间不存在热交换，即整个烟气扩散的流体域是绝热的。ii气体不能穿透壁面，气体垂直于壁面的速度分量为零。iii气体为不可压缩流体。