懸浮顆粒物在三維潮流場(chǎng)中的輸運(yùn)數(shù)值研究.pdf

1、該文針對(duì)油田開發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的特殊污染物質(zhì)(鉆屑、泥漿、懸浮沙),建立了一個(gè)三維的質(zhì)點(diǎn)追蹤模型來(lái)描述它們?cè)诤Ｋ械倪\(yùn)動(dòng).該模型不僅考慮了質(zhì)點(diǎn)在海水中的對(duì)流運(yùn)動(dòng),而且還用大量質(zhì)點(diǎn)的隨機(jī)擴(kuò)散模擬湍擴(kuò)散過(guò)程.在模式中體現(xiàn)了粒子自身的沉降.在模式中,用不同種類的質(zhì)點(diǎn)代表不同的粒徑,并充分考慮到不同粒徑粒子沉降速率的不同,而且還體現(xiàn)了粒子的淤落條件和再懸浮過(guò)程.得到了每個(gè)懸浮物粒子各個(gè)時(shí)刻在空間中的運(yùn)移分布位置,并運(yùn)用統(tǒng)計(jì)的方法獲得了懸浮物濃度的時(shí)

2、空分布.我們把隨海水運(yùn)動(dòng)的懸浮顆粒物看成一個(gè)個(gè)的粒子,然后在流場(chǎng)中追蹤這群粒子.每個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)可以分為三步,第一步是懸浮物在潮流驅(qū)動(dòng)下跟隨流體的對(duì)流運(yùn)動(dòng),第二步是用一種隨機(jī)運(yùn)動(dòng)來(lái)模擬懸浮顆粒物在海水中的湍擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),第三步是模擬不同粒徑懸浮物粒子的沉降運(yùn)動(dòng)和再懸浮過(guò)程.以上三步完成以后,粒子的新位置就確定了,將這些粒子所代表的懸浮物質(zhì)量在網(wǎng)格中統(tǒng)計(jì)后,就得到了這一時(shí)刻懸浮物濃度的時(shí)間和空間分布.在對(duì)具體海域的懸浮物輸運(yùn)進(jìn)行數(shù)值模擬時(shí),該文

3、首先采用Backhaus的流模式計(jì)算了南海中三維正壓潮流的流場(chǎng),作為懸浮物輸運(yùn)模式的流場(chǎng)輸入.然后分別模擬了點(diǎn)源瞬時(shí)排放、點(diǎn)源連續(xù)排放和移動(dòng)源連續(xù)排放三種情況,并比較驗(yàn)證了以下三種情況下計(jì)算結(jié)果的差異:(1)點(diǎn)源瞬時(shí)排放情況下,分別采用均勻分布和正態(tài)分布來(lái)模擬粒子的擴(kuò)散過(guò)程;(2)點(diǎn)源連續(xù)排放5個(gè)小時(shí)的情況下,分別在高潮時(shí)刻和低潮時(shí)刻開始投放粒子;(3)移動(dòng)源連續(xù)排放5個(gè)小時(shí)的情況下,分別采用不同的粒子沉降速率計(jì)算公式模擬粒子的沉降過(guò)程