Русский
!

Presentations

Mathematical modeling of oil spill dispersion processes

Shatrov A.V., Rychkov S.L.1

Kirov State Medical University, 610027, Kirov city, Karl Marx str., 112, avshatrov1@yandex.ru

1Vyatka State University, 610000, Kirov city, Moskovskaya str., 36, rychkov@list.ru

Трансформация и перенос нефтяного разлива в воде происходит в результате целого комплекса сложных и взаимосвязанных физико-химических процессов. Математические модели отдельных процессов трансформации используются для расчета параметров нефтяного разлива в последовательные моменты времени. В основе математической модели задачи распространения нефтяного пятна лежат осредненные по вертикальной координате уравнения Навье-Стокса для тонкого слоя легкой жидкости на поверхности более тяжелого субстрата [1]. Основной задачей при устранении загрязнений является диспергирование нефти на водной поверхности. Одним из способов диспергирования нефти является использование специальных эмульгаторов-диспергентов в виде порошковой массы, распыляемой на поверхности нефтяного разлива. Поверхностные волны являются дополнительным и существенным фактором диспергирования нефтяных разливов. Поверхностные колебания морские гидродинамические модели описывают с недостаточной подробностью. Одним из способов исправить ситуацию может быть введение дополнительного искусственного моделирования распределения нефтяных компонентов в образовавшейся эмульсии. Для этого строится модель волн с учетом динамики частиц, образовавшихся при диспергировании нефти твердыми эмульгаторами. Для описания колебаний совокупности фаз эмульсии «вода-частицы-нефть» в виде поверхностных волн используется метод динамики частиц в терминах молекулярной динамики [2]. Таким образом, моделирование процесса диспергирования нефтяных разливов осуществляется комбинацией модели переноса нефтяного пятна и модели поверхностных волн, формирующих распределение фаз в зависимости от интенсивности поверхностных колебаний. Решение получено численными методами на конечно-разностной сетке в рамках лагранжево-эйлеровского подхода.

Литература

1. Зацепа С.Н., Ивченко А.А., Солбаков В.В. Методические рекомендации по прогнозированию распространения нефти и нефтепродуктов в случае аварийного разлива на морских акваториях М.: ГОИН, 2016.

2. Калач А.В., Щербаков О.В. Математическое моделирование нефтяного загрязнения водной поверхности// Вестник Санкт-Петербургского университета Государственной противопожарной службы МЧС России №4, 2013, с. 88-94

© 2004 Designed by Lyceum of Informational Technologies №1533