海上直升机是连接海上平台与陆地的重要交通工具。保证直升机能够在海上平台安全起降是海上平台在设计期间必须考虑的一个重要环节。直升机在海上平台上方起降过程中主要受两方面因素影响,一是平台上发电设备排出的高温烟气,二是直升机甲板周围的湍流流场。本文针对某一海上平台烟气扩散对直升机起降安全的影响完成以下研究:(1)针对烟气扩散问题,通过对各种计算流体力学湍流模型进行对比分析,提出运用考虑湍流粘性各向异性的雷诺应力湍流模型进行数值模拟。(2)针对烟气扩散的特点,建立了单纯的大尺寸三维空间高温烟气扩散模型。使用FLUENT软件开展基于雷诺应力模型的模拟计算,得到烟气质量流率、大气风速以及烟气温度对烟气扩散的影响规律,发现温度是影响扩散规律不可忽视的因素。(3)在上述分析的基础上,建立海上平台高温烟气扩散模型,对可能导致直升机起降事故的各个风况下的烟气扩散进行数值模拟和量化分析,从中确定影响直升机起降安全的五种风向。根据CAP437(英国CAA)标准对模拟结果进行判定,得到分别由高温烟气扩散和大气湍流导致的直升机年不可用概率。(4)以直升机年不可用概率小于8%为优化目标,对平台烟囱尺寸进行优化设计。建立八种烟囱尺寸的海上平台燃气透平机组模型进行数值模拟,得到它们在不同风况下直升机甲板上方各高度位置的环境温升数据。结合设计平台所处海域年风向风速概率,以CAP437标准确定的温升数据范围(≤2℃)进行判定,得到各烟囱尺寸下直升机年不可用概率,最终给出烟囱尺寸设计建议。