本文關(guān)鍵詞：油船雙殼結(jié)構(gòu)阻漏的晃蕩失效機理及原油泄漏特性研究

  更多相關(guān)文章： 晃蕩油船 全尺度油艙 原油泄漏 晃蕩失效機理 粘性流體動力學(xué)

【摘要】：本文針對實際海況下油船擱淺造成的水下破艙原油泄漏行為,構(gòu)建某VLCC的全尺度油艙,采用理論分析和數(shù)值模擬的方法來探究油船雙殼結(jié)構(gòu)阻漏的晃蕩失效機理及晃蕩油船的原油泄漏特性,論文的主要研究內(nèi)容如下:一、通過晃蕩油船水下破艙原油泄漏過程的理論分析,確定本文研究的油船晃蕩類型、晃蕩因子及原油屬性,并對晃蕩油船水下破艙原油泄漏動力進(jìn)行分析。二、考慮到原油泄漏過程的多相流行為,本文應(yīng)用三相流動的VOF法來追蹤流體自由面,采用動網(wǎng)格技術(shù)實現(xiàn)油船的晃蕩運動,基于有限體積法的N-S方程和連續(xù)性方程作為流體流動的控制方程,并應(yīng)用k-ε湍流方程來解決原油泄漏過程中粘性和湍流作用的影響。三、基于選定的數(shù)學(xué)模型,采用基于壓力求解的非耦合隱式算法和壓力速度耦合的PISO算法,對晃蕩油船水下破艙原油泄漏問題進(jìn)行求解,并分別用液艙晃蕩和油品泄漏模型試驗證明了數(shù)值模擬方法及求解策略的可靠性,進(jìn)而開展全尺度靜止油船和晃蕩油船水下破艙原油泄漏的三維數(shù)值模擬。四、數(shù)值模擬結(jié)果表明了靜止油船和晃蕩油船破艙泄漏的差異性及雙殼結(jié)構(gòu)阻漏機理的局限性,并分析了油船雙殼結(jié)構(gòu)的阻漏作用和晃蕩失效原因。根據(jù)晃蕩油船水下破艙原油泄漏過程中流體的重力、粘性力和晃蕩引起的脈動壓力變化將原油泄漏過程分為重力流階段,過渡流階段和晃蕩流階段,探究了油船雙殼結(jié)構(gòu)阻漏的晃蕩失效機理,并提出晃蕩油船雙殼結(jié)構(gòu)阻漏的晃蕩失效機理模型。五、通過對不同泄漏階段原油和海水流動、自由面變化和微觀流場特征的分析獲得晃蕩油船底部破艙水下原油泄漏特性,并探究晃蕩幅度和晃蕩周期在原油泄漏入海中的作用,確定了不同泄漏階段在原油泄漏過程中的重要性,為實際海況中晃蕩油船水下破艙原油泄漏的控制和優(yōu)化奠定了理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：晃蕩油船 全尺度油艙 原油泄漏 晃蕩失效機理 粘性流體動力學(xué)
【學(xué)位授予單位】：浙江海洋大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：U674.133.1
【目錄】：

• 摘要8-9
• ABSTRACT9-12
• 第一章 引言12-19
• 1.1 研究背景及意義12-13
• 1.2 油船水下破艙油品泄漏及液艙晃蕩的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀13-16
• 1.2.1 靜水環(huán)境下油艙破損水下油品泄漏研究現(xiàn)狀13-14
• 1.2.2 液艙晃蕩國內(nèi)外研究現(xiàn)狀14-16
• 1.3 研究目標(biāo)、內(nèi)容、方法及創(chuàng)新點16-19
• 1.3.1 研究目標(biāo)16
• 1.3.2 研究內(nèi)容16-17
• 1.3.3 研究方法17
• 1.3.4 課題來源及創(chuàng)新點17-19
• 第二章 晃蕩油船水下破艙原油泄漏行為描述19-23
• 2.1 晃蕩油船水下破艙原油泄漏現(xiàn)象分析19-20
• 2.1.1 晃蕩油船水下破艙原油泄漏動力分析19-20
• 2.1.2 原油泄漏過程中的多相流問題描述20
• 2.2 油船晃蕩工況及特征參數(shù)20-22
• 2.2.1 油船晃蕩類型及特征參數(shù)20-21
• 2.2.2 油船晃蕩工況的選擇21-22
• 2.2.3 油品屬性的確定22
• 2.3 本章小結(jié)22-23
• 第三章 晃蕩油船水下破艙原油泄漏研究方法23-40
• 3.1 理論基礎(chǔ)23-25
• 3.1.1 連續(xù)性方程23
• 3.1.2 粘性流體運動的動量守恒方程23-24
• 3.1.3 粘性流體運動的伯努利能量方程24-25
• 3.2 數(shù)學(xué)模型的選擇25-29
• 3.2.1 模型假設(shè)25
• 3.2.2 多相流模型25-27
• 3.2.3 湍流模型27-28
• 3.2.4 動網(wǎng)格模型28-29
• 3.3 模型的構(gòu)建及網(wǎng)格劃分29-31
• 3.3.1 模型構(gòu)建29-30
• 3.3.2 網(wǎng)格劃分30-31
• 3.4 數(shù)值求解策略及邊界條件31-32
• 3.4.1 數(shù)值求解策略31-32
• 3.4.2 邊界條件32
• 3.5 數(shù)值模擬方法的驗證32-35
• 3.5.1 液艙晃蕩試驗驗證33
• 3.5.2 油船水下破艙油品泄漏試驗驗證33-35
• 3.6 晃蕩油船水下破艙原油泄漏數(shù)值模擬結(jié)果35-39
• 3.6.1 不同晃蕩周期條件下的原油泄漏結(jié)果36-38
• 3.6.2 不同晃蕩幅度條件下的原油泄漏結(jié)果38-39
• 3.7 本章小結(jié)39-40
• 第四章 油船雙殼結(jié)構(gòu)阻漏的晃蕩失效機理分析40-48
• 4.1 油船雙殼結(jié)構(gòu)阻漏作用及晃蕩失效原因40-41
• 4.2 晃蕩油船雙殼結(jié)構(gòu)阻漏的晃蕩失效機理41-42
• 4.3 油船雙殼結(jié)構(gòu)阻漏的晃蕩失效機理模型42-47
• 4.3.1 晃蕩油船原油泄漏階段劃分42-44
• 4.3.2 不同泄漏階段的晃蕩失效機理模型44-47
• 4.4 本章小結(jié)47-48
• 第五章 晃蕩油船水下破艙原油泄漏特性分析48-69
• 5.1 晃蕩油船原油泄漏過程的泄漏特征分析48-55
• 5.1.1 重力流階段的泄漏特征分析48-50
• 5.1.2 過渡流階段的泄漏特征分析50-53
• 5.1.3 晃蕩流階段的泄漏特征分析53-55
• 5.2 晃蕩油船原油泄漏過程的自由面變形分析55-60
• 5.2.1 重力流階段自由面變形作用分析55-57
• 5.2.2 過渡流階段自由面變形作用分析57-59
• 5.2.3 晃蕩流階段自由面變形作用分析59-60
• 5.3 晃蕩油船原油泄漏過程的微觀流場分析60-65
• 5.3.1 重力流階段微觀流場分析60-62
• 5.3.2 過渡流階段微觀流場分析62-63
• 5.3.3 晃蕩流階段微觀流場分析63-65
• 5.4 油船水下破艙原油泄漏的晃蕩效應(yīng)分析65-68
• 5.4.1 原油泄漏的晃蕩周期效應(yīng)分析65-66
• 5.4.2 原油泄漏的晃蕩幅度效應(yīng)分析66-68
• 5.5 本章小結(jié)68-69
• 第六章 總結(jié)與展望69-71
• 6.1 總結(jié)69-70
• 6.2 展望70-71
• 參考文獻(xiàn)71-75
• 致謝75-76
• 在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文及研究成果76

【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：616229