基于FLUENT的破艙船舶溢油的數(shù)值模擬.pdf

1、隨著世界經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，海上活動(dòng)船舶數(shù)量的迅速增加，船舶溢油污染的形勢(shì)日趨嚴(yán)峻，成為破壞海洋生態(tài)系統(tǒng)、危害海洋環(huán)境的主要海洋污染源之一。由于海洋溢油事件具有不受人為控制的突發(fā)性，加上海洋具有流動(dòng)性的特點(diǎn)以及油輪噸位趨于大型化，因此溢油具有性質(zhì)復(fù)雜、危害嚴(yán)重、應(yīng)急處置困難等特性。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。而溢油量的確定、溢油軌跡的預(yù)測(cè)是應(yīng)急行動(dòng)的前提，因此，需要一種根據(jù)破艙船

2、舶油品泄漏原理能夠動(dòng)態(tài)計(jì)算破艙船舶油品泄漏行為的預(yù)測(cè)模型，并在此基礎(chǔ)上開發(fā)實(shí)用的泄漏控制原理，從溢油“防止”和“控制”兩個(gè)方面同時(shí)著眼，以期全面減少海上溢油風(fēng)險(xiǎn)及其造成的危害。
　　 本文采用非結(jié)構(gòu)混合網(wǎng)格，F(xiàn)LUENT軟件中的VOF模型、Segregated、以及壓力速度耦合的PISO算法來(lái)模擬三維條件下的具有自由液面的、不互溶的、油-水-氣三相不可壓縮非定常流動(dòng)。數(shù)值計(jì)算中涉及的控制方程有流體的連續(xù)性方程、動(dòng)量方程(Navi

3、er-Stokes方程)。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)，可以從細(xì)觀上觀察泄漏特征，有助于研究不同階段的泄漏機(jī)理，能直觀的給出油-氣、水-氣、油-水兩相間自由界面的位置，并充分考慮在實(shí)際過(guò)程中，油品泄漏中油水置換階段的泄漏行為，為實(shí)驗(yàn)研究提供有益的補(bǔ)充。對(duì)比FLUENT軟件計(jì)算結(jié)果和實(shí)驗(yàn)結(jié)果，F(xiàn)LUENT軟件計(jì)算結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果基本相同，證明用本文的計(jì)算方法得到的數(shù)值模擬計(jì)算結(jié)果在定性上是符合實(shí)際的，具有