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(yùn)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(diǎn).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(duì)溢油的動(dòng)態(tài)行為進(jìn)行了數(shù)值模擬.模擬工作主要包括兩個(gè)部分,即湖泊表層流場(chǎng)的求解和溢油在背景流場(chǎng)下運(yùn)動(dòng)行為的模擬.在求解表

2、層流場(chǎng)時(shí),建立了基于有限體積法的高性能格式——Osher格式,計(jì)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(yùn)動(dòng)時(shí),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(dòng)作用逐漸成為溢油擴(kuò)散的控制因素,此時(shí)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(shí)際的.本文研究成果對(duì)在小區(qū)域(包括湖泊、港口、碼頭等)預(yù)測(cè)溢油的運(yùn)動(dòng)、建立溢油應(yīng)急計(jì)劃具有重要意義.