波浪破碎過程對油滴垂直混合的作用研究.pdf

1、海上溢油可以被多種過程所分散,其中波浪破碎是溢油入水的最直接最主要原因。油粒子在波浪破碎攪拌作用下以微滴的形式進(jìn)入水體內(nèi)部,以便于油水進(jìn)一步混合,同時(shí)入水油滴在浮力的作用下可浮出水面。當(dāng)油雷諾數(shù)很大時(shí),湍流脈動(dòng)壓力是使油滴破碎的機(jī)制,當(dāng)雷諾數(shù)很小時(shí),粘性剪切代替湍流壓力成為油滴破碎的主要機(jī)制。所以油滴形成、粒徑分布和動(dòng)力學(xué)過程的定量表達(dá)是本文研究的中心問題。
　　本文基于Yuan et al.(2009)破碎波統(tǒng)計(jì)量的理論模型,利

2、用量綱分析和相似性定理,導(dǎo)出單位海表單位時(shí)間油滴的卷入體積公式,在此基礎(chǔ)上,建立了波浪破碎形成的油滴總數(shù)與油滴半徑、表面張力的關(guān)系,湍流能量耗散率間的關(guān)系。最終導(dǎo)得隨油徑變化的油徑數(shù)目函數(shù)N的理論表達(dá)式,與觀測結(jié)果符合較好。本文改進(jìn)了Tkalich and Chan(2002)的油滴動(dòng)力模型,利用破碎參數(shù)(破碎能量損耗率和卷入深度)統(tǒng)計(jì)形式更符合實(shí)際海況。最后,本文采用球坐標(biāo)系下MASNUM海浪模式,波浪破碎統(tǒng)計(jì)模型以及改進(jìn)了的T&C(