圍油欄在多種海況下攔油效果及形狀優(yōu)化的數(shù)值模擬.pdf

1、圍油欄是在處理海上溢油事故中一種常用的，且行之有效的設(shè)備。但是由于受風(fēng)、波浪和水流等因素的影響，經(jīng)常會導(dǎo)致所攔截的油從圍油欄欄下流走，從而發(fā)生攔油失效。本文使用商用計算流體力學(xué)(Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD)軟件FUJENT下的VOF(Volume of Fluid)方法，模擬計算了傳統(tǒng)單體實心圍油欄的攔油失效過程，取得較合理、有效的計算結(jié)果，然后在此基礎(chǔ)上對其形狀進行優(yōu)化(這里主要是對圍油欄的裙

2、體進行優(yōu)化)，共得到18種不同類型的圍油欄。在計算條件相同的情況下，對這些優(yōu)化的圍油欄進行了數(shù)值模擬計算，并對結(jié)果進行了比較以及受壓和受力情況的分析，說明其自身形狀對攔油效果的影響。 雙體圍油欄是現(xiàn)在較常用的一種形式，但其欄間距是影響攔油效果的一重要因素，于是本文針對雙體圍油欄欄間距該做何種取值做了進一步的研究。在前人得出的欄間距為8.0～10.0倍欄深的基礎(chǔ)上，通過兩種不同粘度的油的比較，來研究在油粘度不同的基礎(chǔ)上，欄間距對攔油效果

3、的影響。另外一種是保持欄間距不變，而是改變雙體圍油欄的組成結(jié)構(gòu)，來研究其攔油效果。 現(xiàn)在人們對于圍油欄攔油失效的數(shù)值模擬主要是基于兩相流，即油一水。但實際海面上還有風(fēng)浪等因素的影響，于是本文最后一部分對空氣一油一水三相同時存在的情況進行了模擬計算。先是用C語言編寫一正弦波程序，通過用戶自定義(User-Defined，簡稱UDF)導(dǎo)入FLuENT中，以產(chǎn)生一正弦波，然后數(shù)值模擬波浪作用下，圍油欄攔油失效過程。 本文主