【摘要】：海上溢油事故不僅給海洋生態(tài)環(huán)境造成嚴重破壞,還威脅人類的健康,制約經(jīng)濟的發(fā)展。對此,深入研究海上溢油行為和歸宿,為溢油事故清理工作及時提供有效的信息,最大限度減小溢油帶來的危害是十分重要的。海上溢油受多種環(huán)境因素影響,其中風和潮流是最重要的環(huán)境動力因素。本文總結(jié)了前人的研究成果,基于水動力模型,建立了二維海面溢油行為歸宿預(yù)報模型。本文的主要研究內(nèi)容為： (1)采用FVCOM (The Finite-Volume Coastal Ocean Model)水動力模型對大連灣附近海域潮流場進行了數(shù)值模擬,并驗證了模擬結(jié)果。 (2)建立了二維海面溢油行為和歸宿預(yù)報模型。本模型采用“油粒子”思想,基于Lagrange追蹤法及粒子云團隨機走動原理模擬海面溢油的漂移、擴散、蒸發(fā)等過程。該方法將油膜平均分成具有一定體積的小油斑,每個小油斑在對流、湍流作用下漂移、擴散,對每個小油斑規(guī)定隨時間變化的坐標系,由此可以計算出時間t內(nèi)的各個小油斑的坐標,從而模擬出整個油膜的軌跡和形狀。 (3)將模型應(yīng)用于2010年7月16日大連新港輸油管線爆炸引起的溢油事故中,將模擬結(jié)果與實際觀測資料進行了對比。由于溢油事故發(fā)生在大連新港,大連灣附近沿岸受到很大程度污染,生態(tài)環(huán)境遭到破壞,大片油膜漂移到灣外海面,造成海面大面積污染。海上溢油的漂移、擴散主要受潮流及海面風的影響。
【學(xué)位授予單位】：大連理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2011
【分類號】：X55
【圖文】：

水深統(tǒng)一轉(zhuǎn)化為“相對水深”，0到一1之間，這不僅使整個計算水域垂向具有相同的網(wǎng)格數(shù)，而且可任意分層，從而保證了淺水部分更高的垂向分辨率，從數(shù)值方法上講，在口坐標下，方程的離散求解要更容易。圖2.1給出了直角坐標下個變量的示意圖，口坐標轉(zhuǎn)換公式:一三二生-H+否z一否D (2.1)其中，。在底部為一1，而在表面為0�？趯拥姆植脊饺缦�:kb2)口(k)=代表平均分層;一【(k一1)/(kb一1)]P-SIGam其中，尸習(xí)6人劍_君~一:，由水底到水面，(2.J層越來越密集，代表6總的層數(shù)。

為了更精確地計算海面高度、垂直速度、溫度、鹽通量和水平速度，我們將咨，H，D，勿，S，T，p，礦，戶，K，，K*，A，和A力放在節(jié)點上，而。和;放在三角形中心點上計算，圖2.3給出了給變量在網(wǎng)格中的位置。在三角形節(jié)點上的變量通過計算穿越與每個相鄰三角形中心點所圍成的切面的凈通量來確定，而在三角形中心點的變量則通過計算進出三角形三條邊的凈通量來確定。2.3.2方程的離散求解FVCOM模型采用模式分裂法求解，將求解過程分為內(nèi)模式和外模式，其中以二維模式求解作為外模式，計算潮波的物理過程;以三維模式求解作為內(nèi)模式，計算潮流的垂直結(jié)構(gòu)，模式分裂法充分引用己發(fā)展得較為完善的二維模型，具有較高的精度，由外模式求解出自由表面的水位和垂向平均的水平流速分量，內(nèi)模式計算三維速度、紊動變量及物質(zhì)輸運濃度等。

Fig.2.4Thelocationofvariableintheghd2.3.2.1二維外模在給定的控制體內(nèi)，對連續(xù)性方程(2.12)求面積積分，得到}險、一{{改孕、纓、dy一時，DdstJJ口t“以不只廠(2.34)其中，瓦是通過節(jié)點相連的相鄰三角形中心點所圍成的切面的法向水平速度;:’為繞此封閉切面的軌跡。方程(2.34)通過修正過的四屆Runge這個被修正后的多步時間積分方法具有二階計算精度，出:一Kutta時間積分法進行求解運算具體的積分過程由下列各式給封二粼R盡=R』=NT(tz)，盯~，r，直一刀^J‘‘山L\~2用一l陰一‘功一，刀7=l(2.35)D六_，+(故2。，可一妙2，可)刀孔l

【引證文獻】

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前2條

1 譚鳳;基于WRF大氣模式的大風過程波浪模擬[D];天津大學(xué);2012年

2 王t

本文編號：2762611