湖泊溢油數(shù)值模擬的研究.pdf

1、隨著石油工業(yè)的急劇發(fā)展,石油船舶運輸業(yè)也得到了極大的發(fā)展,這直接導(dǎo)致了近年來溢油事故的頻頻發(fā)生.溢油不但嚴(yán)重破壞了水體生態(tài)環(huán)境,而且影響了人們生活,阻礙了周邊地區(qū)的經(jīng)濟(jì)發(fā)展.如何在溢油發(fā)生后迅速使其得到控制及清除成為了當(dāng)前科學(xué)工作者的研究熱點.本文研究了湖泊中的溢油數(shù)值模擬問題,建立了湖泊溢油數(shù)學(xué)模型,并以洪澤湖為例,對溢油的動態(tài)行為進(jìn)行了數(shù)值模擬.模擬工作主要包括兩個部分,即湖泊表層流場的求解和溢油在背景流場下運動行為的模擬.在求解表

2、層流場時,建立了基于有限體積法的高性能格式——Osher格式,計算結(jié)果表明該法是一種具有高解析度的數(shù)值方法.在模擬溢油運動時,采用兩步模擬:溢油初期,油膜較厚,自身擴(kuò)展占優(yōu),采用橢圓擴(kuò)展模型模擬;隨著溢油的擴(kuò)展,油膜越來越薄,水體的紊動作用逐漸成為溢油擴(kuò)散的控制因素,此時采用目前流行的油粒子模型模擬.理論分析和模擬結(jié)果表明兩步模擬是符合實際的.本文研究成果對在小區(qū)域(包括湖泊、港口、碼頭等)預(yù)測溢油的運動、建立溢油應(yīng)急計劃具有重要意義.