能源问题是人类社会的根本问题,人类文明的发展史同时也是一部人类能源利用史。随着全球经济发展,工业化程度不断加深,能源短缺和环境污染问题愈加严峻。氢能作为世界上公认的清洁能源,被称为有可能代替化石燃料的理想能源。氢能受到各个国家的重视,具有良好的发展前景。燃料电池船舶具有污染物排放低、续航长和稳定性好等优点,因此在促进航运业无污染化和能源可持续化方面具有巨大潜力。氢气在空气中具有燃烧范围宽、点火能低等特性,因此在应用过程中需要注意氢气的安全问题。针对氢气泄漏后的扩散以及爆炸行为分析是氢安全研究的一个重要方向,对于相关安全准则的制定和完善具有重要意义。氢燃料电池船舶的储氢量较大,氢气供给管路复杂,船舶舱室较为封闭,当发生氢气泄漏后极易引起火灾和爆炸等氢安全事故,这对于人员密度高、水上公共安全需求高的船舶而言,其中的安全风险不容忽视。当发生氢安全事故时,事故的后果会对人体和设备造成较大影响,因此本文使用数值模拟方法针对氢安全事故场景进行了研究。使用FLACS软件模拟了氢气在燃料电池船舱内泄漏、燃烧爆炸的过程并考虑了不同泄漏方向的影响,基于模拟结果针对氢气探测器的布置进行优化。结果显示氢气泄漏后会在舱内积聚,侧向泄漏相比于向上泄漏对舱内人员更容易造成窒息的危险。当舱内发生燃烧爆炸事故时,事故影响区域主要局限于船舱内部以及船身周围较近区域。据此得到燃料电池船舱的顶部四角处、箱体上部和潜在泄漏源的正上方是氢气探测器最佳的安装位置。为了实现降低氢安全事故影响的目的,本文采用自然通风和喷淋的措施减小或抑制船舱内氢气泄漏、燃烧爆炸事故的影响。在船舱内氢气泄漏、燃烧和爆炸等事故模拟的基础上,研究了格栅通风面积和布置方式对船舱内氢气泄漏扩散的影响规律,结果显示增加通风面积可以快速减小舱内氢气的浓度。当总通风面积一定时,在垂直方向增加通风格栅的数目,舱内氢气浓度下降更快。同时,也研究了喷淋系统对舱内氢气燃烧爆炸的抑制效果,为降低氢气泄漏事故的危险性提供了解决思路。利用定量风险评价的方法对燃料电池船舶储氢系统泄漏事故进行后果分析和风险评价。分别计算了氢气泄漏后氢气扩散、闪火和爆炸的影响范围,针对泄漏事故进行风险评价,并将风险值与可接受指标进行比较。结果表明,舱外氢气泄漏事故导致扩散、火灾和爆炸的危害半径分别为1.3 m、41.4m和553.5 m,个人风险与社会风险均在可接受范围内。本文的研究结果可以用于分析评价氢燃料电池船舶氢气泄漏造成的事故后果,为氢燃料电池船舶的安全设计提供科学依据,将有利于推动氢燃料电池客船在国内的应用。