基于POM的溢油數(shù)值模擬研究.pdf

1、海洋石油開發(fā)和運(yùn)輸過程中事故溢油造成的海洋污染，是海洋環(huán)境科學(xué)家急需解決的重要問題。溢油不僅嚴(yán)重破壞了水體生態(tài)環(huán)境，而且危害人們的健康，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。如何在溢油發(fā)生后迅速使其得到控制及清除并準(zhǔn)確估算出其對(duì)環(huán)境造成的影響成為了當(dāng)前海洋環(huán)境科學(xué)工作者的研究熱點(diǎn)。海上溢油行為受風(fēng)、波浪和潮流等環(huán)境動(dòng)力因素影響，因此首先要精確模擬出這些動(dòng)力因素。溢油在海上經(jīng)歷著漂移、擴(kuò)展、蒸發(fā)、分散、乳化、溶解、光降解、生物降解、吸附沉降及其相互作用的復(fù)

2、雜過程，這些過程可以簡(jiǎn)略地概括為輸運(yùn)、擴(kuò)展和風(fēng)化過程。油膜的覆蓋范圍和分布特征與其遷移路徑、殘余量等共同構(gòu)成了溢油模型的輸出結(jié)果。 1.在查閱大量三維水動(dòng)力水質(zhì)數(shù)值模擬文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，深入了解海洋數(shù)學(xué)模型的研究進(jìn)展，選擇美國普林斯頓大學(xué)海洋模型(Princeton Ocean Model，POM)作為研究對(duì)象。POM垂向采用σ坐標(biāo)系，在近海潮流數(shù)值模擬中已得到廣泛應(yīng)用。將POM模型用于大連灣的潮流場(chǎng)模擬，得到了M2分潮下三維潮流

3、場(chǎng)的分布。 2.在總結(jié)近年來國內(nèi)外溢油數(shù)學(xué)模型發(fā)展的基礎(chǔ)上，提出了垂向分層的三維溢油模型。根據(jù)有所處水深的不同，采用不同的數(shù)學(xué)方法對(duì)其進(jìn)行描述：表層附近使用“油粒子”模型；海水較深處油濃度通過求解對(duì)流擴(kuò)散方程進(jìn)行模擬。同時(shí)，考慮了蒸發(fā)和乳化兩個(gè)最重要的風(fēng)化過程。 3..用Visual Fortran將上述原理用計(jì)算機(jī)語言進(jìn)行編程，并通過Tecplot后處理軟件將計(jì)算結(jié)果動(dòng)態(tài)可視化，演示結(jié)果良好。通過進(jìn)一步完善和驗(yàn)證，