(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111288697.3 (22)申请日 2021.11.02 (71)申请人 哈尔滨工程大 学 地址 150001 黑龙江省哈尔滨市南岗区南 通大街145号 (72)发明人 陈淼　郭明阳　张海鹏　韩端锋　 赵楠　 (74)专利代理 机构 哈尔滨市阳光惠远知识产权 代理有限公司 2321 1 专利代理师 刘景祥 (51)Int.Cl. G06Q 50/26(2012.01) G06F 30/28(2020.01) G06F 113/08(2020.01) G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种船舶进水情况下人员应急逃生撤离时 间计算方法 (57)摘要 本发明公开了一种船舶进水情况下的人员 应急逃生撤离时间计算方法。 步骤1： 基于CFD模 拟船舶进水， 获取船体运动角度， 为后续计算提 供数据， 所述船体运动角度为横摇与纵倾； 步骤 2： 基于步骤1的数据计算进水情况下人员应急逃 生撤离时间。 本发明用以解决船舶破损进水对人 员应急逃生撤 离时间产生的影响的问题。 权利要求书4页 说明书12页 附图3页 CN 114943630 A 2022.08.26 CN 114943630 A 1.一种船舶进水情况下的人员应急逃生撤离时间计算方法， 其特征在于， 所述人员应 急逃生撤 离时间计算方法包括以下步骤： 步骤1： 基于CFD模拟船舶进水， 获取船体运动角度， 为后续计算提供数据， 所述船体运 动角度为横摇与纵倾； 步骤2： 基于步骤1的数据计算进水情况 下人员应急逃生撤 离时间。 2.根据权利要求1所述一种船舶进水情况下的人员应急逃生撤离时间计算方法， 其特 征在于， 所述 步骤1具体包括以下步骤： 步骤1.1： 建立CFD数值模型； 所述CFD数值模型只考虑质量守恒方程和动量守恒方程； 步骤1.2： 对步骤1.1的CFD数值模型求解， 将流体的求解域被分为有限数量相互毗邻的 控制体， 将守恒方程应用于每一个控制体上； 步骤1.3： 利用VOF法捕捉水气的交界面； 步骤1.4： 利用六自由度求 解器和动网格技 术处理船体运动； 步骤1.5： 监测船体运动角度， 获取船体运动曲线； 设置计算时间和步长， 进行迭代计 算。 3.根据权利要求2所述一种船舶进水情况下的人员应急逃生撤离时间计算方法， 其特 征在于， 所述 步骤1.1的质量守恒方程和动量守恒方程具体为， 质量守恒方程 为： 动量守恒方程 为： 式中： u， v， w为速度矢量v沿x、 y、 z的速度分量； X、 Y、 Z为微元体在x、 y、 z方向上受到的单 位质量力； P流体压力； υ动力粘性系数； 所述步骤1.2具体包括如下守恒方程 为： 式中： φ表示 通用变量； V 表示控制体积； Γ表示广义扩散系数； S表示广义源项。 4.根据权利要求2所述一种船舶进水情况下的人员应急逃生撤离时间计算方法， 其特 征在于， 所述步骤1.3具体为， 每个计算网格内的流体体积与网格体积的比值F； 当F为1时， 表示该网格内全为主相流体； 当F为0时， 表 示该网格内充满了副相流体； 当0＜ F＜1时： 表 示 该网格内为多相流交界； 则水气的交界面表示 为， 权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114943630 A 2rw+ra＝0 式中： rw表示水的体积分数； ra表示空气的体积分数。 5.根据权利要求2所述一种船舶进水情况下的人员应急逃生撤离时间计算方法， 其特 征在于， 所述步骤1.4具体为， 计算关于重心的位移和转角， 使用物体所 受力和力矩； 重心的 位移控制方程如下： 式中： m表示刚体质量； 表示重心受力； 表示重心位移加速度； 角加速度： 式中： L表示惯性张量； 表示力矩张量； 表示刚体角速度； 是惯性坐标 系至随体坐标系的转换； 计算出角加速度与位移加速度后， 动网格计算能够利用角速度、 位 移速度来更新刚体位置 。 6.根据权利要求1所述一种船舶进水情况下的人员应急逃生撤离时间计算方法， 其特 征在于， 所述 步骤2具体包括以下步骤： 步骤2.1： 规划人员逃生 最短路径， 并获取 各撤离路线分支路径人 数N和船体倾 斜角度； 步骤2.2： 计算撤 离路线上 人员行走速度v和人员具体流 量FS； 步骤2.3： 计算人员撤 离行进时间T； 步骤2.4： 计算进水情况 下人员撤离所需时间REST， REST＝R+T。 7.根据权利要求6所述一种船舶进水情况下的人员应急逃生撤离时间计算方法， 其特 征在于， 所述步骤2.1规划人员逃生最短路径利用Dijstr a算法规划最短逃生路径， 并获取 分支路径人 数N。 8.根据权利要求6所述一种船舶进水情况下的人员应急逃生撤离时间计算方法， 其特 征在于， 所述 步骤2.2计算撤 离路线上 人员行走速度v和具体流 量FS具体为： 人员行走速度v： v＝v0·k1·k2'·k2" 式中： v0表示人员初始速度， k1表示人员密度 对行走速度的影响， 由MSC给出了人员密度 D为 与人员行进速度的关系， 以折减系数k1形式表示：权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114943630 A 3