波浪破碎過程對油滴垂直混合的作用研究.pdf

1、海上溢油可以被多種過程所分散,其中波浪破碎是溢油入水的最直接最主要原因。油粒子在波浪破碎攪拌作用下以微滴的形式進入水體內(nèi)部,以便于油水進一步混合,同時入水油滴在浮力的作用下可浮出水面。當油雷諾數(shù)很大時,湍流脈動壓力是使油滴破碎的機制,當雷諾數(shù)很小時,粘性剪切代替湍流壓力成為油滴破碎的主要機制。所以油滴形成、粒徑分布和動力學過程的定量表達是本文研究的中心問題。
　　本文基于Yuan et al.(2009)破碎波統(tǒng)計量的理論模型,利

2、用量綱分析和相似性定理,導出單位海表單位時間油滴的卷入體積公式,在此基礎上,建立了波浪破碎形成的油滴總數(shù)與油滴半徑、表面張力的關系,湍流能量耗散率間的關系。最終導得隨油徑變化的油徑數(shù)目函數(shù)N的理論表達式,與觀測結果符合較好。本文改進了Tkalich and Chan(2002)的油滴動力模型,利用破碎參數(shù)(破碎能量損耗率和卷入深度)統(tǒng)計形式更符合實際海況。最后,本文采用球坐標系下MASNUM海浪模式,波浪破碎統(tǒng)計模型以及改進了的T&C(