懸浮顆粒物在三維潮流場中的輸運數(shù)值研究.pdf

1、該文針對油田開發(fā)過程中產(chǎn)生的特殊污染物質(zhì)(鉆屑、泥漿、懸浮沙),建立了一個三維的質(zhì)點追蹤模型來描述它們在海水中的運動.該模型不僅考慮了質(zhì)點在海水中的對流運動,而且還用大量質(zhì)點的隨機擴散模擬湍擴散過程.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程.得到了每個懸浮物粒子各個時刻在空間中的運移分布位置,并運用統(tǒng)計的方法獲得了懸浮物濃度的時

2、空分布.我們把隨海水運動的懸浮顆粒物看成一個個的粒子,然后在流場中追蹤這群粒子.每個粒子的運動可以分為三步,第一步是懸浮物在潮流驅(qū)動下跟隨流體的對流運動,第二步是用一種隨機運動來模擬懸浮顆粒物在海水中的湍擴散運動,第三步是模擬不同粒徑懸浮物粒子的沉降運動和再懸浮過程.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)計后,就得到了這一時刻懸浮物濃度的時間和空間分布.在對具體海域的懸浮物輸運進行數(shù)值模擬時,該文

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