静水和动水环境中水下溢油浮射流初步实验及数值模拟

发布时间：2024-04-08 18:21

　　为深入研究井喷和管道破损等海底事故后溢油在水下环境中的输移扩散过程,文章利用自制的组合式环形水槽(周长9.7m、宽0.45m、深1m),以阿曼原油与消油剂混合物和淡水(含示踪剂)为模拟污染物,初步开展静水和动水环境中海底溢油浮射流的物理模拟实验,并应用基于拉格朗日积分方法的水下溢油浮射流模型进行数值模拟比较分析。研究结果表明:静水环境中,水下溢油浮射流主要沿喷口的垂直中心线向水面输移扩散;非均匀流动水环境中,横流速度越大,浮射流输移轨迹的弯曲程度越明显;数值模拟的浮射流轨迹总体上与实验观测结果符合较好;研究结果可为今后相关物理实验和数值模型的改进研究提供有益参考。

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【部分图文】：

图１用于水下溢油浮射流物理模拟实验的组合式环形水槽程因此以水槽底部喷口中心为原点建立三维空间

第１２期廖国祥，等：静水和动水环境中水下溢油浮射流初步实验及数值模拟７３图１用于水下溢油浮射流物理模拟实验的组合式环形水槽程，因此以水槽底部喷口中心为原点建立三维空间坐标系，其中Ｘ轴和Ｙ轴分别为水平面的Ｅ向和Ｎ向（具体表示为污染物输移距离，单位为ｍ），Ｚ轴为垂直方向（具体表示为实....

图２２种非均匀流环境中不同深度的平均流速１．１．３实验条件和方案设计

稳定后，利用超声波水流测定仪测定实验区域的水流速度，并记录１ｍｉｎ的时均速度值、最小值和最大值（表１和图２），用于后续的数值模拟分析。表１组合式环形水槽实验段的不同水流环境条件水流环境实验水深（Ｚ）／ｍ流速范围／（ｃｍ·ｓ－１）垂向平均流速（Ｕｃ）／（ｃｍ·ｓ－１）静水０．６００....

图６静水和动水环境中原油（阿曼原油与消油剂混合物）浮射流输移扩散数值模拟结果与实验观测数据的比较

７６海洋开发与管理２０２０年２．２数值模拟结果与实验观测数据的比较数值模拟结果与实验观测数据的比较如图６和图７所示。图６静水和动水环境中原油（阿曼原油与消油剂混合物）浮射流输移扩散数值模拟结果与实验观测数据的比较图７静水和动水环境中淡水（含示踪剂）浮射流输移扩散数值模拟结果与实验....

图７静水和动水环境中淡水（含示踪剂）浮射流输移扩散数值模拟结果与实验观测数据的比较

７６海洋开发与管理２０２０年２．２数值模拟结果与实验观测数据的比较数值模拟结果与实验观测数据的比较如图６和图７所示。图６静水和动水环境中原油（阿曼原油与消油剂混合物）浮射流输移扩散数值模拟结果与实验观测数据的比较图７静水和动水环境中淡水（含示踪剂）浮射流输移扩散数值模拟结果与实验....

本文编号：3948622