海底管线溢油的数值模拟

采用VOF方法,选择压力速度耦合的PISO算法建立海底管道孔口溢油预测模型.模拟油滴在浮力的作用下的上浮过程,分析比较不同管内压力和不同水流速度条件下的溢油量、油滴漂移扩散轨迹.计算结果表明,管道内压力直接影响单位时间溢油量,而水流速度等海况条件是影响溢油行为和归宿的重要因素之一.数值模拟方法可为溢油应急决策提供理论依据.     

海底管线溢油数学模型研究

基于Lagrangian积分技术,推广了海底管线溢油数学模型,在模型中首次考虑了溢油的乳化,同时还考虑了剪切卷吸和对流卷吸以及溢油的扩散和溶解.该模型不但能够模拟不分层或分层环境中的水下溢油轨迹,而且还可以在改变水流流速的环境下模拟.讨论了不同Froude数、分层数以及溢油速度和水流速度比下的溢油轨迹和浓度值,通过多次数值模拟发现在改变小孔直径大小而保持Froude数以及溢油初速度和水流流速比不变的情况下,溢油的轨迹变化很小,且溶解总量和乳化总量都很小.将数值模拟结果与实验值进行对比,获得了令人满意的数值结果,说明该模型具有较高的准确性和可靠性,能够反映出海底管线溢油的扩散及上升轨迹.     

钦州湾海上溢油扩散数值模拟

【目的】研究钦州湾海上溢油扩散特征及其影响因素。【方法】在对钦州湾水动力进行数值模拟的基础上,利用MIKE 21/3SA溢油分析模块,对其海上溢油扩散进行数值模拟。【结果】常风况条件下,涨潮时刻发生溢油,溢油先向茅尾海方向漂移,待落潮后退出茅尾海;计算时段内,溢油向茅尾海方向及钦州湾外湾方向漂移的最远距离分别约为17.51km和10.73km,扫海面积约为71.83km~2。落潮时刻发生溢油,溢油则先向钦州湾外湾漂移,待涨潮后转向钦州湾湾颈方向;计算时段内,油膜向钦州湾外湾方向漂移最远距离约17.96km,油污扫海面积约为50.72km~2。【结论】钦州湾溢油漂移扩散特征与溢油发生时刻及风作用密切相关,溢油时刻及风作用对钦州湾溢油漂移扩散的影响不容忽视。     

海上溢油运动数值模拟方法的探讨与改进

简单总结了海上溢油数值模拟的三种模型方法——油膜扩展模式、对流扩散模式和油粒子模式,并针对目前流行的油粒子模式在油膜自身扩展过程和扩散面积计算方面的不足,根据经典Fay理论对其进行了补充和改进.提出的新模拟方法将溢油运动过程的分为自身扩展和紊动扩散两个阶段,前一阶段根据Fay理论修正模式计算,后一阶段采用油粒子方法模拟,通过“油膜粒子化”技术将两阶段进行衔接.数值模拟实验结果表明,该方法因充分考虑了溢油初始阶段的自身扩展过程,能够弥补油粒子方法的不足,符合溢油在不同时期扩散机制亦不同这一实际情况.     

河流突发性溢油事故数值模拟研究

以永兴村至哈尔滨为研究河段,溢油计算过程引用“油粒子”模型,计算结果采用Tecplot软件进行后处理.模型有效地仿真了研究河段溢油事故发生后油膜运移规律.计算结果表明,事故发生后,油膜呈带状,其长度和中心位置随河道形势变化发展.30 min后油膜扩展到岸边,并且油的质量浓度沿河段岸线随时间延续逐渐累积污染.该模型的研制...     

水下拖缆接触海底时的数值模拟

为分析拖缆和海底的相互作用,研究了水下拖缆和海底有接触时的运动响应.首先,基于集中质量法给出了三维非均匀拖缆运动的数学模型,并采用四阶龙格库塔方法进行数值求解.其次,将海底视为三维不规则连续的刚性曲面,其中海底对拖揽的作用力包括法向反作用力和切向摩擦阻力两部分,并计入了带速着底时的冲击响应,藉此考虑了它们对拖缆动力学性能的影响.最后,由仿真计算给出拖揽在不同运动状态下的响应并进行了分析.结果表明,摩擦阻力和冲击对拖揽动力学性能影响显著.     

海面溢油轨迹的分析与预报

考虑主要分潮（Ｍ２，Ｓ２，Ｋ１，Ｏ１，Ｍ４，ＭＳ４）的潮流以及Ｍ２分潮的潮汐余流，建立预报潮流场，并考虑海面风力的作用以及油的蒸发和乳化，利用欧拉一拉格朗日方法跟踪油膜的中心点，提出预报油膜的轨迹及其扩散范围。该模型适用于近岸事故溢油的快速预报。     

海底管道局部冲刷数值模拟分析

采用基于k-ε二维湍流模型模拟冲刷过程中不同悬空量以及来流速度条件下海底管道附近流场、压力以及剪切力的变化,对海底管道局部冲刷机制进行研究。结果表明:随着来流速度的增加,管道附近越容易发生局部冲刷;管道未脱离海床面时,管道附近存在三涡流场结构,当管道与海床有一定距离后,仅在管道后方存在一个旋涡;管道未脱离海床面时,冲刷作用随着悬空量的增大而增加,管道脱离海床面后,冲刷作用随着悬空量的增大而减弱,最终达到冲刷平衡状态。     

水下输油管道溢油运动模拟及应急处理

为更好地模拟溢油动态行为,为溢油应急处理提供及时有效的信息,在FLUENT环境下,以二阶Stokes波为例,建立波浪、海流和风3项因素共同作用下的水下溢油模型,探索溢油运动规律.结果表明,溢油初期,在深层海水中风和波浪的影响较弱,主要为水流携带溢油向下游运动,加大了水底油污的扩散程度和污染范围,围油栏的布设应以此为参考;溢油上升至浅层海水中,风和波浪作用会增大水下油滴的离散化程度,加剧油和水的掺混并对油膜的位置和大小起决定作用,可采用凝油剂和吸油剂等进行溢油处理.     

深海中喷洒分散剂后溢油运动轨迹预测

分析溢油分散剂的作用机理和影响分散效率的主要因素,概述美国“深水地平线”溢油事故中水下使用分散剂的方式及效果.通过改进深海溢油输移扩散预测模型,研究深海中喷洒分散剂后溢油运动轨迹的数值预测方法.以深海溢油现场试验为例,初步预测在深海泄漏源处喷洒分散剂后的溢油运动轨迹.结果显示:经分散剂处理后粒径小于0.5nm的油滴在水下环境中输移扩散且缓慢上浮,其中粒径小于0.1mm的油滴容易在深海中形成悬浮油带.     

防溢吸油剂的研究

通过机械方法回收溢出油液评价项目的初始化工作进行了研究.该工作的重点在于对吸油剂的评价.为了评价不同类型的吸油剂的有效性,吸油剂在不同形态下受到测试,并且进行了定量的比较,从而为在给定条件下吸油剂的选择提供了依据.     

溢油污染对海洋生物资源损害的数值评估模式

为定量化评估溢油事故对海洋生态的影响程度,通过物理海洋学、海洋生物学和生态毒理学的交叉融合,建立了溢油污染对海洋生物资源损害的数值评估模式.在污染事故现场监测数据的基础上,通过潮流数值模型和溢油迁移扩散模型获得海上溢油污染的时空分布,利用生物暴露模型和急性毒性模型模拟不同类型海洋生物的活动方式以及暴露于油污染时的急性毒性效应,得到溢油污染对海洋生物资源的损害评估结果.将该数值评估方法应用于大连湾"千岛油1"号船溢油案例的环境影响和生态损害程度评估,溢油污染范围和生物资源损害程度的评估结果与海洋渔业部门实际调查估算结果吻合较好.     

溢油蒸发过程的研究

通过浅盘蒸发实验考察风速、蒸发面积、油膜厚度等对胜利原油、轻柴油蒸发的影响,发现胜利原油蒸发由易挥发组分在液相的迁移所控制,风速影响很小,轻柴油在不同条件下有不同蒸发特点。各因素影响情况也不同,通过分析控制步骤探讨了溢油的蒸发特性,并根据蒸发特点,给出相应的速率方程式,同时讨论了实际溢油蒸发可能出现的复杂情况。     

水下油气溢漏事故污染物输移预测模型

为评估海底油气管道泄漏、油气井井喷等水下事故的污染风险及其损害影响,及时制定科学应急反应决策,本文基于拉格朗日积分方法建立水下油气溢漏事故污染物输移预测模型.该模型能够模拟污染物在密度和流速分层的真实水下环境中的水流卷吸、湍流分散、溢油溶解、油气共同输移与分离输移等动态行为.进行了水下环境的浮力射流、气泡羽流以及油气分离输移等实验的数值模拟验证,计算结果与实验数据基本吻合.实际水下溢油试验结果表明,溢油在水下环境中的输移扩散过程的模拟结果与现场监测数据基本符合.     

XX油藏开发技术界限数值模拟研究

在精细刻画XX油藏地质特征的基础上,利用相控建模方法,建立三维地质模型.并在此基础上,运用数值模拟方法,模拟计算在不同的开发方式、布井方式、注采比、采油速度、注水时机时油藏未来开发指标,得出XX油藏合理开发技术界限,为指导油田下步生产开发提供依据.     

基于CFD的洁净手术室速度场的数值模拟

合理的气流组织是医院洁净手术室空调系统设计的重要内容。文章以RNGK-ε湍流双方程模型为基础,采用CFD技术,建立了相应的物理和数学模型,对上送——相对单侧墙底部回风洁净手术室内速度场进行了数值模拟,得到了洁净手术室内工作面三维速度场与二维流场的分布。     

船舶溢油潜势的多层次灰色评价分析

利用多层次灰色评价方法对船舶溢油的潜势分析问题进行尝试性研究。通过对船舶自身的因素、环境因素及人的因素指标的确定，构造了关于船舶溢油潜势的多层次多指标的评价体系，结合灰色系统理论对其进行综合评价。分析结果表明，该方法符合评价体系特征及评价指标特点，具有计算过程简洁、结果物理意义清楚的特点。