基于SELFE模型的海上溢油數值模擬研究.pdf

1、隨著海洋開發(fā)與海洋運輸能力的不斷提高,溢油事故發(fā)生的頻率也不斷加大。因此,如何準確地對溢油行為與歸宿進行數值模擬已經成為了一個重要的研究方向。其中,流場模擬的準確性是做好溢油行為與歸宿模擬工作的重要環(huán)境動力因素。本文介紹一個海洋環(huán)流模型 SELFE,該模型基于非結構化網格,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。該模型最大的特點是沒有 CFL穩(wěn)定性條件的約束,這就意味著在保證模擬結果準確的前提下可以設置較大的時間步

2、長,從而達到計算精度和計算效率的雙贏。本文應用 SELFE模型對渤黃海附近海域進行潮汐潮流數值模擬,通過將調和常數、流速流向以及水位的模擬結果同本文掌握的實測資料進行對比分析來驗證了 SELFE模型具有良好的可靠性。并基于 SELFE模型建立了一個海上溢油數值模型,本文采用的溢油數值模型模擬的過程包括擴展過程、漂移過程、以及風化過程中的蒸發(fā)過程、分散過程、乳化過程、岸線吸附的過程。
　　首先,對溢油模型進行可靠性驗證。通過對大連“

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