油船雙殼結(jié)構(gòu)阻漏的晃蕩失效機理及原油泄漏特性研究.pdf

1、本文針對實際海況下油船擱淺造成的水下破艙原油泄漏行為，構(gòu)建某VLCC的全尺度油艙，采用理論分析和數(shù)值模擬的方法來探究油船雙殼結(jié)構(gòu)阻漏的晃蕩失效機理及晃蕩油船的原油泄漏特性，論文的主要研究內(nèi)容如下:
　　一、通過晃蕩油船水下破艙原油泄漏過程的理論分析，確定本文研究的油船晃蕩類型、晃蕩因子及原油屬性，并對晃蕩油船水下破艙原油泄漏動力進行分析。
　　二、考慮到原油泄漏過程的多相流行為，本文應用三相流動的VOF法來追蹤流體自由面，采

2、用動網(wǎng)格技術(shù)實現(xiàn)油船的晃蕩運動，基于有限體積法的N-S方程和連續(xù)性方程作為流體流動的控制方程，并應用k-ε湍流方程來解決原油泄漏過程中粘性和湍流作用的影響。
　　三、基于選定的數(shù)學模型，采用基于壓力求解的非耦合隱式算法和壓力速度耦合的PISO算法，對晃蕩油船水下破艙原油泄漏問題進行求解，并分別用液艙晃蕩和油品泄漏模型試驗證明了數(shù)值模擬方法及求解策略的可靠性，進而開展全尺度靜止油船和晃蕩油船水下破艙原油泄漏的三維數(shù)值模擬。
　

3、　四、數(shù)值模擬結(jié)果表明了靜止油船和晃蕩油船破艙泄漏的差異性及雙殼結(jié)構(gòu)阻漏機理的局限性，并分析了油船雙殼結(jié)構(gòu)的阻漏作用和晃蕩失效原因。根據(jù)晃蕩油船水下破艙原油泄漏過程中流體的重力、粘性力和晃蕩引起的脈動壓力變化將原油泄漏過程分為重力流階段，過渡流階段和晃蕩流階段，探究了油船雙殼結(jié)構(gòu)阻漏的晃蕩失效機理，并提出晃蕩油船雙殼結(jié)構(gòu)阻漏的晃蕩失效機理模型。
　　五、通過對不同泄漏階段原油和海水流動、自由面變化和微觀流場特征的分析獲得晃蕩油船底