感潮河道溢油的数值模拟

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随着石油工业和内河油运的飞速发展,感潮河道每天来往的船只不计其数。油污染已经成为其水环境污染的主要因素之一,因此需要了解溢油在感潮河道中的扩展、漂移规律,以便为发生紧急事故时制定紧急措施和评估溢油对水环境的污染提供科学依据。 从上世纪六十年代开始,溢油污染问题引起科学界的重视。有很多科学家对这一问题进行深入研究,取得了许多研究成果。但是溢油问题相当复杂,很难用一个模型或者公式进行全面地概括,因此还留有不少问题等待解决。 最初的溢油研究主要是以静水为假设条件下的半理论半经验推导,得到一些经验的公式。以后的溢油问题研究多以此为基础,加上外部环境的影响得到不同条件下的修正公式。而且主要关注海洋溢油方面的问题,很少有关于河道溢油问题的研究。 本文在前人基础上,考虑感潮河道环境与海洋环境的区别,首先讨论风场、水流对油膜扩展、漂移的影响,然后建立以风和感潮水流为主驱动力的潮汐水流下油膜运动模型,体现出风场对溢油扩展、漂移的总体影响。并数值模拟黄浦江溢油的运动情况。 数值实验结果表明,风场的影响下油膜扩展尺度和无风情况下有显著不同;漂移速度加快,明显偏向下风方向。在潮汐水流中,涨潮时油膜压缩,落潮时油膜被拉伸。
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