基于SELFE模型的海上溢油數(shù)值模擬研究.pdf

1、隨著海洋開發(fā)與海洋運(yùn)輸能力的不斷提高,溢油事故發(fā)生的頻率也不斷加大。因此,如何準(zhǔn)確地對(duì)溢油行為與歸宿進(jìn)行數(shù)值模擬已經(jīng)成為了一個(gè)重要的研究方向。其中,流場(chǎng)模擬的準(zhǔn)確性是做好溢油行為與歸宿模擬工作的重要環(huán)境動(dòng)力因素。本文介紹一個(gè)海洋環(huán)流模型 SELFE,該模型基于非結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格,采用半隱半顯歐拉-拉格朗日有限元算法求解納維-斯托克斯方程組。該模型最大的特點(diǎn)是沒有 CFL穩(wěn)定性條件的約束,這就意味著在保證模擬結(jié)果準(zhǔn)確的前提下可以設(shè)置較大的時(shí)間步

2、長,從而達(dá)到計(jì)算精度和計(jì)算效率的雙贏。本文應(yīng)用 SELFE模型對(duì)渤黃海附近海域進(jìn)行潮汐潮流數(shù)值模擬,通過將調(diào)和常數(shù)、流速流向以及水位的模擬結(jié)果同本文掌握的實(shí)測(cè)資料進(jìn)行對(duì)比分析來驗(yàn)證了 SELFE模型具有良好的可靠性。并基于 SELFE模型建立了一個(gè)海上溢油數(shù)值模型,本文采用的溢油數(shù)值模型模擬的過程包括擴(kuò)展過程、漂移過程、以及風(fēng)化過程中的蒸發(fā)過程、分散過程、乳化過程、岸線吸附的過程。
　　首先,對(duì)溢油模型進(jìn)行可靠性驗(yàn)證。通過對(duì)大連“

3、716”事故進(jìn)行數(shù)值模擬的結(jié)果可以看到,在溢油發(fā)生后72小時(shí),大量的油污擴(kuò)散到了大連灣灣內(nèi)以及大窯灣和小窯灣附近海域,這與本文掌握的實(shí)際衛(wèi)星資料具有較好地吻合,驗(yàn)證了基于 SELFE的海上溢油數(shù)值模型具有良好的可靠性。
　　其次,應(yīng)用該模型對(duì)黃島“1122”事故進(jìn)行數(shù)值模擬。通過模擬結(jié)果可以看到,可以看到在溢油發(fā)生后50小時(shí),有大量的油污聚集在膠州灣口、團(tuán)島至黃島這一側(cè)的膠州灣內(nèi)側(cè)海域,在團(tuán)島至浮山灣附近海域也有少量油膜分布,這與