船舶溢油過程及溢油量的精細(xì)計(jì)算的方法研究.pdf

1、船舶污染已成為危害海洋環(huán)境、破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)、威脅整個(gè)人類的主要海洋污染源之一，而在船舶污染中船舶溢油事故的影響又尤為嚴(yán)重。海上船舶溢油事故，不僅使自然環(huán)境、生態(tài)資源受到損害、經(jīng)濟(jì)蒙受損失，而且嚴(yán)重危害人體健康。一旦發(fā)生溢油事故，必須采取積極的行動(dòng)措施，啟動(dòng)應(yīng)急預(yù)案，將溢油對(duì)海洋環(huán)境的影響降低至最小。溢油量的確定、溢油軌跡的預(yù)測(cè)是應(yīng)急行動(dòng)的前提，因此對(duì)其高精度的計(jì)算具有十分重要的意義。但是以往的溢油量計(jì)算方法只能估算出破損船舶最終的溢油

2、量，不能計(jì)算出船舶溢油過程中每一時(shí)刻的溢油量，這就不能精確的模擬溢油在海面上的運(yùn)動(dòng)軌跡。因此本文針對(duì)上述不足提出了一種新的溢油量的計(jì)算方法，該方法不僅可以描述船舶破損后油品溢出的整個(gè)過程，也可以精確的計(jì)算出每一時(shí)刻船舶破損處的溢油速度及溢油量，同時(shí)也可以同步模擬溢油在海水中的遷移擴(kuò)散軌跡，使模擬、預(yù)測(cè)的結(jié)果更精確，為應(yīng)急決策提供更可靠的依據(jù)。 本文采用FuIENT中的VOF模型、Segregated、以及壓力速度耦合的PISO

3、算法來模擬二維條件下的具有自由液面的、不互溶的、油一水一氣三相不可壓縮非定常流動(dòng)。數(shù)值計(jì)算中涉及的理論模型有流體的連續(xù)性方程、動(dòng)量方程(Navier-Stokes方程)以及層流模式或κ－ε湍流模式。利用該數(shù)值模擬方法研究船舶碰撞后船舶破損處附近油水氣三相流體流動(dòng)，能直觀的給出油一氣、水一氣、油一水兩相間自由界面的位置，同時(shí)能從定量上研究不同因素對(duì)該破損處溢油速度及溢油量大小的影響。 為了更真實(shí)的模擬油船在海面上的溢油過程，本文