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海底管道泄漏天然气扩散规律数值模拟

发布时间:2018-11-13 18:47
【摘要】:为研究浅水区域海底管道泄漏天然气扩散规律,减少重大事故的发生,基于计算流体动力学(CFD)理论,建立海底天然气管道泄漏事故后果预测和评估模型。通过用户自定义函数(UDF)给出海流流速分布情况,结合VOF模型和k-e湍流模型,实现对泄漏天然气扩散行为的模拟,研究不同泄漏速率、泄漏孔径及海流流速对天然气在海水中扩散行为的影响。结果表明:海底天然气泄漏扩散大致经历气云团→大气泡→小气泡3种形态的变化过程;泄漏速率越大,扩散气体气泡半径越大,与海水掺混比例越小,抵达海面的时间越短;泄漏孔径变化对天然气扩散的影响与泄漏速率变化影响相同,但泄漏孔径变化对天然气扩散形态的影响更为明显;海流流速越大,气体扩散轨迹与海底的夹角越小,沿海流方向的扩散距离越大。
[Abstract]:In order to study the diffusion law of natural gas leakage in shallow water area and reduce the occurrence of serious accidents, a model for predicting and evaluating the consequence of submarine gas pipeline leakage accident is established based on the (CFD) theory of computational fluid dynamics (CFD). The current velocity distribution is given by the user-defined function (UDF), and the diffusion behavior of the leaking natural gas is simulated by combining the VOF model and k-e turbulence model, and the different leakage rates are studied. The effect of leakage aperture and current velocity on the diffusion behavior of natural gas in seawater. The results show that the leakage and diffusion of subsea natural gas generally undergo the process of three kinds of changes of gas cloud cluster, big bubble and small bubble, the bigger the leakage rate, the bigger the radius of diffusion gas bubble, the smaller the mixing ratio with seawater, and the shorter the time to reach the sea surface. The effect of leakage pore size change on natural gas diffusion is the same as that of leakage rate change, but the effect of leakage pore size change on natural gas diffusion morphology is more obvious. The larger the current velocity is, the smaller the angle between the gas diffusion trajectory and the sea floor is, and the larger the diffusion distance is in the direction of the coastal current.
【作者单位】: 中国石油大学(华东)海洋油气装备与安全技术研究中心;
【基金】:中央高校基本科研业务费专项资金资助项目“复杂条件下海底管道不稳定状态安全评估方法研究”,14CX02065A
【分类号】:TE88

【参考文献】

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本文编号:2330118

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