為深入研究井噴和管道破損等海底事故后溢油在水下環(huán)境中的輸移擴散過程,文章利用自制的組合式環(huán)形水槽(周長9.7m、寬0.45m、深1m),以阿曼原油與消油劑混合物和淡水(含示蹤劑)為模擬污染物,初步開展靜水和動水環(huán)境中海底溢油浮射流的物理模擬實驗,并應用基于拉格朗日積分方法的水下溢油浮射流模型進行數(shù)值模擬比較分析。研究結(jié)果表明:靜水環(huán)境中,水下溢油浮射流主要沿噴口的垂直中心線向水面輸移擴散;非均勻流動水環(huán)境中,橫流速度越大,浮射流輸移軌跡的彎曲程度越明顯;數(shù)值模擬的浮射流軌跡總體上與實驗觀測結(jié)果符合較好;研究結(jié)果可為今后相關(guān)物理實驗和數(shù)值模型的改進研究提供有益參考。

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【部分圖文】：

圖１用于水下溢油浮射流物理模擬實驗的組合式環(huán)形水槽程因此以水槽底部噴口中心為原點建立三維空間

第１２期廖國祥，等：靜水和動水環(huán)境中水下溢油浮射流初步實驗及數(shù)值模擬７３圖１用于水下溢油浮射流物理模擬實驗的組合式環(huán)形水槽程，因此以水槽底部噴口中心為原點建立三維空間坐標系，其中Ｘ軸和Ｙ軸分別為水平面的Ｅ向和Ｎ向（具體表示為污染物輸移距離，單位為ｍ），Ｚ軸為垂直方向（具體表示為實....

圖２２種非均勻流環(huán)境中不同深度的平均流速１．１．３實驗條件和方案設(shè)計

穩(wěn)定后，利用超聲波水流測定儀測定實驗區(qū)域的水流速度，并記錄１ｍｉｎ的時均速度值、最小值和最大值（表１和圖２），用于后續(xù)的數(shù)值模擬分析。表１組合式環(huán)形水槽實驗段的不同水流環(huán)境條件水流環(huán)境實驗水深（Ｚ）／ｍ流速范圍／（ｃｍ·ｓ－１）垂向平均流速（Ｕｃ）／（ｃｍ·ｓ－１）靜水０．６００....

圖６靜水和動水環(huán)境中原油（阿曼原油與消油劑混合物）浮射流輸移擴散數(shù)值模擬結(jié)果與實驗觀測數(shù)據(jù)的比較

７６海洋開發(fā)與管理２０２０年２．２數(shù)值模擬結(jié)果與實驗觀測數(shù)據(jù)的比較數(shù)值模擬結(jié)果與實驗觀測數(shù)據(jù)的比較如圖６和圖７所示。圖６靜水和動水環(huán)境中原油（阿曼原油與消油劑混合物）浮射流輸移擴散數(shù)值模擬結(jié)果與實驗觀測數(shù)據(jù)的比較圖７靜水和動水環(huán)境中淡水（含示蹤劑）浮射流輸移擴散數(shù)值模擬結(jié)果與實驗....

圖７靜水和動水環(huán)境中淡水（含示蹤劑）浮射流輸移擴散數(shù)值模擬結(jié)果與實驗觀測數(shù)據(jù)的比較

７６海洋開發(fā)與管理２０２０年２．２數(shù)值模擬結(jié)果與實驗觀測數(shù)據(jù)的比較數(shù)值模擬結(jié)果與實驗觀測數(shù)據(jù)的比較如圖６和圖７所示。圖６靜水和動水環(huán)境中原油（阿曼原油與消油劑混合物）浮射流輸移擴散數(shù)值模擬結(jié)果與實驗觀測數(shù)據(jù)的比較圖７靜水和動水環(huán)境中淡水（含示蹤劑）浮射流輸移擴散數(shù)值模擬結(jié)果與實驗....

本文編號：3948622