原油在海运过程中的气相行为研究是当前原油海运方面的研究热点和难点，它涉及到原油海运的安全性、经济性和防污染问题，对石油公司、政府部门和独立油船船队都具有潜在的影响力。在该领域，国外采用的研究方法主要是实船测量和计算机模拟。本文在前人研究的基础上，根据研究对象内在的物理规律建立模型，采用计算机仿真来研究液货舱气相区及相关系统工质状态的动态变化。 首先，依据研究目的，确定液货舱气相区以及惰气系统和透气系统为本文的研究对象；按照建模方法学的要求，对研究对象提出合理假设，适当简化，并满足大系统仿真的要求，按照研究对象内部的运行机理将其划分成若干个子系统，分析系统与环境以及子系统之间的质量、热量和动量的相互传递关系，形成仿真物理模型。 其次，分别对子系统建立数学模型。应用传质理论和边界层理论，作出气液两相间传质只发生在两相间薄层内的假设，借鉴封闭空间内原油蒸发规律的最新研究成果，结合质量守恒定律，对液货舱内原油蒸发行为建立数学模型；基于大压差气体管道流动模型，从经典热力学方程出发，推算出气体管元压力降计算公式，结合有限元理论，对惰气系统和透气系统的气体动力行为建立数学模型。 再次，根据系统论的观点，在针对各子系统数学建模的基础上，以液货舱气相区为研究对象，并依据多组分变质量系统热力学理论，建立零维的舱气热力行为动态数学模型；采用预报校正法将数学模型的一阶非线性常微分方程组离散成仿真模型；根据模型稳定性和仿真精度的要求，选取合适的计算步长，给出典型液货作业工况—装货作业的仿真实例。 最后，基于现代油船液货系统实际作业，采用数值仿真和非数值仿真相结合的方式，完成具有一定仿真实验功能的现代油船液货系统气相工质状态研究的动态仿真软件。 本文对液货船液货系统理论研究和实船液货作业都有一定的借鉴作用和指导意义。