海上溢油的行为和归宿数学模型基本理论与建立方法的研究
本文关键词: 海上溢油 蒙特卡罗法 归宿 挥发 乳化 卷吸 出处:《天津大学》2004年硕士论文 论文类型:学位论文
【摘要】:本文简要介绍了石油的特性,对海上溢油数学模型的基 本理论及其发展现状做了个详细的综述,系统地推导了污染 物分子扩散、紊动扩散和一、二维剪切流的离散方程。利用 这些基本控制方程建立了海上溢油数学模型。 海上溢油模型以二维移流扩散方程为基本控制方程,采 用蒙特卡罗方法建立溢油的扩散漂移轨迹,即先用欧拉-拉 格朗日追踪质点法求得油膜的漂移扩散,在此基础上增加油 膜扩散的随机数。并用水槽实验验证了油膜的扩散漂移。导 出了油膜厚度的表达式,从而建立了油膜的虚拟椭圆的长轴 和短轴随时间变化的理论公式和图线。本模型系统的考虑了 石油的风化和归宿问题,将挥发、乳化和卷吸概念引入到模 型计算中,建立了全新的海上溢油归宿数学模型,具有创新 性。 利用上述的基本原理和方法,在对大亚湾的水文地质资 料进行较全面的收集和整理的基础上,,建立了大亚湾水动力 和海域溢油行为和归宿数学模型,并用 10 个测站资料对大 亚湾水动力模型进行了验证,用染料示踪的实测资料对大亚 湾海上溢油数学模型进行调试验证。结果表明,模型的基本 理论是正确的,建立方法是可靠的。模型已被中海壳牌公司 所验收,这对于今后在大亚湾地区建立大型厂区的情况下的 水环境的保护起到重要的作用。
[Abstract]:This paper briefly introduces the characteristics of oil and the basis of mathematical model of oil spill at sea. This theory and its development status are summarized in detail, and pollution is systematically deduced. Discrete equations of molecular diffusion, turbulent diffusion and one-and two-dimensional shear flow. These basic governing equations set up a mathematical model of oil spill at sea. The model of offshore oil spill is based on two-dimensional displacement and diffusion equation. Using Monte Carlo method to establish diffusion drift trajectory of oil spill, that is to say, Euler-pull. The drift and diffusion of oil film can be obtained by Grunge tracing particle method, and the oil can be added on this basis. Random number of film diffusion. The diffusion drift of oil film is verified by flume experiments. The expression of oil film thickness is given, and the long axis of virtual ellipse of oil film is established. And the theoretical formulas and graph lines of the short axis varying with time. The problem of weathering and fate of Petroleum, introducing the concepts of volatilization, emulsification and entrainment into the mold. A new mathematical model of offshore oil spill is established, which is innovative. Sex. Based on the above basic principles and methods, the hydrogeological information of Daya Bay has been developed. On the basis of comprehensive collection and collation of materials, the hydrodynamic force of Daya Bay was established. And the mathematical model of oil spill behavior and fate in the sea area, and the data of 10 stations were used to analyze the large oil spill. The hydrodynamic model of Yawan was verified, and the Daya was measured with dye tracer data. The mathematical model of offshore oil spill in Bay is tested and verified. The results show that the model is basic. The theory is correct and the method of establishing the model is reliable. Under the conditions of establishing a large factory site in the Daya Bay area in the future, The protection of water environment plays an important role.
【学位授予单位】:天津大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2004
【分类号】:X55
【引证文献】
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本文编号:1550346
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