2011年,我国成为民用造船第一大国,但在高附加值的造船领域,比如VLCC系列油轮方面,远落后于日韩,尤其是压载系统设计方面存在较大差距。同时国际公约修订逐渐频繁,对船舶压载水处理的要求逐年提高。因此本文以VLCC系列油船的压载水系统为研究对象,旨在高效处理压载水中的有害生物,为此对压载水系统的部分结构进行优化,内容如下:1.在大量阅读文献的基础上,对压载水处理的研究现状进行总结。同时对VLCC系列油轮发展趋势进行了论述。并对某30万吨超大型油船的压载水系统进行了总体设计。2.水力旋流器的结构优选,首先进行初步设计,然后基于旋流器内部固液两相流的实际特征,采用欧拉模型和RSM湍流模型,进一步对旋流器内部进行模拟,分析得出其内部的流场规律,同时根据计算结果得到了更优的旋流器结构参数。3.超声波处理器的结构优选,主要是完成超声波处理器的选型以及参数设置。计算出三维空间内换能器阵列的声压计算公式,同时通过Matlab软件对超声波处理器内的声场分布进行了仿真,分别论述了腔体高度H、超声频率对声场的影响,最后通过实验验证了结果的正确性。4.紫外光杀菌器的结构优选。为了增加压载水在杀菌器中停留时间,本设计使用了导流片进行了优化设计。选择RSM湍流模型并使用Fluent软件模拟出了导流叶片最佳参数。同时使用Matlab软件进行数值模拟。通过平均紫外线辐射强度与停留时间相乘,以得出杀菌器中的平均剂量,借此直接仿真获取UV杀菌器平面和剂量的分布规律,实现非常显著的模拟效果。最后用实验对计算结果进行了验证。