雙殼油船水下破艙原油泄漏縮尺效應(yīng)及全尺度預(yù)測(cè)模型研究.pdf

1、海上原油運(yùn)輸是我國(guó)進(jìn)口原油的重要途徑。在石油戰(zhàn)略儲(chǔ)備和海上絲綢之路兩大戰(zhàn)略背景下，原油海運(yùn)量呈逐年上升的趨勢(shì)。由于航道擁擠，在未來的幾年內(nèi)，海上原油運(yùn)輸將面臨著更加嚴(yán)峻的泄漏風(fēng)險(xiǎn)。社會(huì)各界對(duì)油品泄漏精準(zhǔn)預(yù)測(cè)和有效控制的訴求越發(fā)迫切。目前，學(xué)界大多采用縮尺模型模擬原油泄漏過程，研究原油泄漏的規(guī)律，并在此基礎(chǔ)上提出預(yù)測(cè)模型。然而在使用縮尺模型研究原油泄漏的過程中發(fā)現(xiàn)縮尺效應(yīng)客觀存在，這使得基于縮尺模型研究總結(jié)的泄漏規(guī)律和預(yù)測(cè)模型不準(zhǔn)確。因此

2、，必須首先解決縮尺模型的縮尺效應(yīng)問題，然后才能在此基礎(chǔ)上提出更加精準(zhǔn)的泄漏預(yù)測(cè)模型。
　　本文以相似理論、流體動(dòng)力學(xué)為理論基礎(chǔ)，計(jì)算機(jī)數(shù)值模擬為研究手段，主要完成縮尺效應(yīng)研究和預(yù)測(cè)模型研究?jī)刹糠謨?nèi)容。
　　一、從動(dòng)力相似的角度初步分析了原油泄漏縮尺效應(yīng)的成因。以原油為試驗(yàn)油品，進(jìn)行不同縮尺比模型的油品泄漏數(shù)值試驗(yàn)。通過分析不同泄漏階段的油品泄漏特征參數(shù)隨縮尺比變化規(guī)律，探究縮尺效應(yīng)的成因和影響機(jī)制。在縮尺效應(yīng)研究的基礎(chǔ)上提出

3、基于縮尺比修正的油品泄漏準(zhǔn)靜態(tài)預(yù)測(cè)模型。
　　二、根據(jù)相似理論的量綱分析法推導(dǎo)出了一系列油品泄漏流動(dòng)相似準(zhǔn)則和相似函數(shù)關(guān)系式，基于此提出了新的縮尺方法，并結(jié)合數(shù)值模擬的手段提出新動(dòng)態(tài)機(jī)理預(yù)測(cè)模型。通過與現(xiàn)有動(dòng)態(tài)機(jī)理預(yù)測(cè)模型和原型結(jié)果對(duì)比，驗(yàn)證新預(yù)測(cè)模型的準(zhǔn)確性。
　　三、根據(jù)弗勞德相似準(zhǔn)則和雷諾相似準(zhǔn)則以及其他相似關(guān)系建立縮尺模型，進(jìn)行不同密度和粘度油品的泄漏數(shù)值試驗(yàn)，得到較為充分的油品泄漏率統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。基于前文量綱分析推導(dǎo)得