航海模拟中船舶溢油应急仿真及可视化

发布时间：2024-02-01 11:13

　　近年,海上溢油事故频发,海上溢油威胁严峻。提升海上溢油应急处置能力,加强海上溢油应急处置人员溢油应急培训已成为一个需要迫切解决的问题。采用模拟器进行海上应急模拟培训已经被证明是一个可行的方法。但就目前而言,模拟器中溢油模型普遍缺乏行为真实感,同时交互也不够灵活。为此,提出采用基于物理的流体模拟方法进行海上溢油交互模拟,进一步提升海上溢油模拟中行为真实感。同时采用GPU进行关键问题并行加速求解,实现基于物理的实时海上溢油交互模拟。研究工作主要可以概括为以下几点:1.提出基于NBFLIP(Narrow Band Fluid Implicit Particle)方法的流体与移动障碍交互方法,解决了以往NBFLIP方法不能处理移动障碍交互问题。基于物理的流体模拟以NS(Navier-Stokes)方程组为基础,结合偏微分方程基本理论,通过有限差分方法对NS方程组进行离散求解,这是基于物理的流体模拟主要思想。流体与障碍交互可以获得非常丰富的流体运动效果,因此流体模拟往往是与障碍交互相结合。但由于传统NBFLIP方法无法处理移动障碍交互,因而也就无法处理溢油与移动围油栏交互模拟。提出基于带符号距离...

【文章页数】：145 页

【学位级别】：博士

【部分图文】：

图1.1历年溢油事故统计felFig.1.1Statisticsofoilspillaccidentsavertheyears

．Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｈａｒｅ?ｏｆ?ｏｉｌ?ｓｐｉｌｌ?ｉｎ?ｍａｊｏｒ?ｏｉｌ?ｓｐｉｌｌ?ａｃｃｉｄｅｎｔｓ??另据统计显示，由于全球经济增长对石油的依赖，海上石油运输活动依然］，而更多的石油运输活动则预示着更高的溢油风险。虽然每年溢油事故数，但是重大溢油事故的溢油总量所占....

图1.2重大溢油事故溢油量所占比例[[aJ

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图３．１压力投影算法求解结果验证??Ｆｉｇ．?３．１?Ｒｅｓｕｌｔ?ｃｏｍｐａｒｉｓｏｎ?ｏｆ?Ｃａｖｉｔｙ?ｆｌｏｗ?ｗｉｔｈ?ｒｅｆｅｒｅｎｃｅ??

用迎风差分格式，压力Ｐｏｓｓｉｏｎ方程采用迭代法进行计算。为验证压力投影算法计算准??确性，采用压力投影算法进行ＣＦＤ基准问题验证，并将计算结果与文献结果进行对比。??计算结果如图３．１所示，星号和菱形分别表示文献［１３９］中的１／和１结果。实线和虚线为??计算结果，其中实线表示....

图3.5原始边界障碍绘制结果

?３．５?Ｒｅｎｄｅｒｉｎｇ?ｏｆ?ｏｒｉｇｉｎａｌ?ｏｂｓｔａｃｌｅ??１１０?－??：??３Ｑ?Ｉ??Ｉ?，?Ｉ??２０?３０?４０?５０?６０?７０?８０?９０?１００??图３．６三维障碍ＳＤＦ计算结果??Ｆｉｇ．?３．６?Ｒｅｓｕｌｔ?ｏｆ?３Ｄ?ｏｂｓｔａｃｌｅ?ＳＤＦ....

本文编号：3892019