2010年4月20日，英国石油公司所属的“深水地平线”号钻井平台于墨西哥湾发生油气泄漏而爆炸沉没，11名工作人员当场死亡，逾5000万平方公里的海面受到原油污染。（见图1.1）

1988年7月6日，英国西方石油公司所属的“帕尔波·阿尔法”号采油平台于北海海域发生天然气泄漏，引起爆炸大火。这场事故中一共167名平台工作人员遇难。在其附近的6座海洋平台全都受到影响而停产，造成巨大的经济损失。（见图1.2）

图1.1 “深水地平线”号钻井平台       图1.2 “帕尔波·阿尔法”号采油平台

正因考虑到爆炸会对海洋平台产生的严重后果，我们应在设计过程中充分考虑到能最小化爆炸所带来的负面影响的设计结构。本文研究的储油舱室防爆墙旨在尽可能减小舱壁在油气爆炸作用下产生的弹塑性变形程度，以尽量避免影响相邻舱室结构及设备，保障海洋平台整体结构及正常运作，保障平台工作人员的生命安全。

1.2 国内外研究现状

1.3 本文主要研究内容

基于国内外的海洋平台防爆墙的研究现状，本文主要研究对象是海洋平台上在面临意外爆炸时受到冲击的设备舱室，通过有限元软件数值模拟了在爆炸冲击波在荷作用下，以槽形板作为防爆舱壁的设备舱室结构发生的动态响应，通过改变炸药大小与爆距设计多中工况来探究槽型舱壁的抗爆性能，并以传统平板作为四周舱壁的的设备舱室结构进行对比。由于时间有限，为方便进行研究，更加直观的分析防爆墙在爆炸中所受冲击，在本次研究中，对所依据的设备舱室有限元模型进行了简化，在工相关工况中也设计了炸药比较大的情况，在平板舱壁在相同工况下受到冲击波载荷发生塑性形变以及结构破坏的对比，槽型舱壁作为防爆墙的抗爆性能得到准确有效的分析。

第二章主要对空中爆炸理论以及有限元MSC.DYTRAN基本理论进行计算分析，确定了耦合方式的选择以及求解方法，验证了有限元模型数值模拟研究的有效性与可行性。

第三章主要设备舱室简化原则和有限元建模标准化研究，具体设计确定了舱室结构有限元模型的实验条件参数制定，数值仿真模拟了海洋平台舱室结构有限元模型的尺寸设计，舱壁选择，耦合面的划分，炸药的大小及位置，边界条件的选取。

第四章主要研究在爆炸冲击载荷下舱室结构的动态响应过程，模拟计算了槽型板与传统平板在舱室结构受到爆炸冲击时对舱室结构的保护作用，对舱室结构模型计算出的应力应变以及位移云图进行分析比较。

第二章 空中爆炸冲击波理论及数值仿真方法研究

2.1 引言

爆炸的反应过程剧烈迅速，要想对平台舱室结构进行动态响应分析研究，就必须先研究清楚爆炸产生的冲击波的传播规律。在本次研究中，我们使用有限元软件是MSC.DYTRAN，采用数值仿真的方式对海洋平台防爆墙结构进行模拟计算分析。本章将简单介绍空中爆炸冲击波理论以及所使用的有限元软件MSC.DYTRAN。

2.2 空中爆炸冲击波理论

2.2.1 冲击波的形成

空中爆炸是指爆心在距离地面一段高度所发生的爆炸，产生的高温高压高速的爆炸产物会迅速膨炸并压缩与之相邻的介质，如水或者空气，使得介质的压力、密度等参数在极短时间内发生突跃变化，向外膨胀形成了初始冲击波。

2.2.2 冲击波的基本关系式

冲击波属于压缩波的一种，而间断面的形成，是由于前后的扰动在波头堆积在一起。此时，冲击波波阵面前后的物理参量如质量、动量等联系在一起组成了冲击波的基本关系式。如图2.1所示，定义参数 为冲击波前方的密度， 表示出攻击波前方的速度， 表示冲击波前方的压强， 表示冲击波前方的能量，而 表示冲击波后方的密度， 表示后方的速度， 表示压强， 表示能量， 表示冲击波的传播速度，在波阵面上设立坐标 MSC.DYTRAN海洋平台防爆墙结构形式数值模拟研究(3):http://www.chuibin.com/wuli/lunwen_206625.html