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基于VOF方法的海底管道溢油扩散数值模拟研究

发布时间:2018-01-17 20:14

  本文关键词:基于VOF方法的海底管道溢油扩散数值模拟研究 出处:《海洋工程》2016年06期  论文类型:期刊论文


  更多相关文章: 海底管道 溢油 湍流 有限体积法 VOF方法


【摘要】:在海底输油管道运行过程中,管道渗漏、穿孔及破碎都会导致原油泄漏。对溢油运动的轨迹及其扩散范围作出预报可为溢油事故的处理提供及时、准确的信息,指导应急处理的正确实施。基于工程实际需求,采用有限体积法,结合k-ε紊流模型,建立了海流作用下海底输油管道溢油扩散数值模型。采用VOF方法(volume of fluid method)追踪多相流界面。首先,将数值模拟结果与Fan的实验值及Zheng和Yapa的数值结果进行了对比,验证数值模型的可靠性;其次,研究了不同原油溢出速度与环境水深对不同时刻溢油轨迹、到达海面时间、横向漂移距离与海面扩散范围的影响。研究表明:随原油溢出速度增大,溢油到达海面时间逐渐减小,溢油横向漂移距离与海面扩散范围则逐渐增大;随环境水深增大,溢油到达海面时间逐渐增大,且其变化接近线性分布。
[Abstract]:During the operation of the submarine oil pipeline, the leakage, perforation and breakage of the pipeline will lead to the leakage of crude oil. The prediction of the trajectory of oil spill movement and its diffusion range can provide timely and accurate information for the handling of oil spill accidents. To guide the correct implementation of emergency management. Based on the actual engineering requirements, the finite volume method is adopted and the k- 蔚 turbulence model is used. A numerical model of oil spill diffusion in submarine oil pipeline under the action of ocean current is established. The multiphase flow interface is tracked by VOF volume of fluid method. The numerical simulation results are compared with the experimental results of Fan and the numerical results of Zheng and Yapa to verify the reliability of the numerical model. Secondly, the effects of different oil spill velocity and environmental water depth on oil spill trajectory, arrival time, lateral drift distance and sea surface diffusion range at different time are studied. The results show that the oil spill velocity increases with the increase of oil spill velocity. The time of oil spill reaching the sea surface decreases gradually, and the distance between the lateral drift of oil spill and the diffusion range of the sea surface increases gradually. With the increase of environmental water depth, the time of oil spill reaching the sea surface increases gradually, and the variation is close to the linear distribution.
【作者单位】: 海洋石油工程股份有限公司;天津大学水利工程仿真与安全国家重点实验室;中海油研究总院;
【基金】:工信部海洋工程装备科研项目(E-0815C003) 中国博士后科学基金(2015M580203) 国家自然科学基金重点项目(51239008)
【分类号】:X55
【正文快照】: 洋环境方面造成了巨大的损失与破坏。例如,从1995年到2002年七年间,国内仅350万元损失以上事故就有9项,其中,2001年东海平湖油田由于油管冲刷断裂,仅修复费用就多达2 000多万,永久修复历时一年多[1]。近30年来,人们对于溢油对环境造成的破坏性影响的意识已逐渐增强,发展了50多

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本文编号:1437794

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