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基于三维潮流场的溢油数值模拟研究的开题报告
开题报告：基于三维潮流场的溢油数值模拟研究
一、选题背景
海洋油气资源是世界能源的重要组成部分，但同时也带来了海洋生态环境和海岸线生态安全问题。尽管各种技术手段和管理方法的结合应用可以在最大程度上防止油污染事故的发生，但由于各种因素的影响，油品泄漏在实际情况下仍然是难以避免的。一旦油品泄漏发生，将给海洋生态和海洋生物造成严重的危害，并且对人类社会经济发展产生影响。
因此，在油品泄漏事件的应对与处理方面，建立高效、准确的数值模拟技术具有非常重要的实际意义。通过数值模拟对潮流场、海浪、油品泄漏的影响进行研究，可以为应急响应和事故处置提供更加全面、具体的信息和数据支持，促进相关机构精准科学地应对与处理各种油品泄漏事故。
二、研究内容
本论文旨在通过数值模拟的方法，研究潮流场对油品泄漏迁移扩散的影响，探究三维潮流场对油品泄漏迁移扩散的影响规律，为应急响应和事故处置提供重要参考。
具体来说，本论文将重点从以下几个方面进行研究：
1.建立三维潮流场数值模型，获取潮流场的基础数据。
基于现有的海洋气象数据，构建三维潮流场数值模型，获取丰富的潮流场数据，为后续油品泄漏模拟研究提供基础支持。
2.建立油品泄漏三维模型，研究油品泄漏迁移扩散规律。
通过建立油品泄漏三维模型，考虑油品泄漏量、溶解度、油浮力、流场运动等因素，模拟油品泄漏的扩散、沉降和弥散过程，探究潮流场对油品泄漏的影响规律。
3.研究不同溢油规模下的潮流场对油品扩散的影响。
通过在数值模拟中变化油品溢出量，分析潮流场对不同量级的油品泄漏的迁移扩散的影响规律。
三、研究方法
此次研究将主要采用CFD技术（计算流体力学）来实现三维潮流场与油品泄漏数值模拟。
1.建立三维潮流场数值模型
建立三维潮流场数值模型需要采用大量的测量与数据处理技术，包括雷达、卫星、浮标、流速计等手段获得潮流场信息，并采用空间数据分析与建模技术（如地理信息系统、三维建模技术等）对数据进行处理和分析，进而构建三维潮流场数值模型。
2.建立油品泄漏三维模型
油品泄漏三维模型的建立需要首先进行模拟物质的物性参数表达式的确定、物质运动及崩塌规律的建模以及物质的流动过程的数学建模等。本论文将采用流体动力学仿真软件ANSY-Fluent，建立三维油品泄漏数值模型，并通过各种物理参数对模型进行优化。
3.实现数值模拟
基于ANSY-Fluent软件，通过求解流体的瞬时运动状态进行全过程数值模拟，进而得出油品泄漏的扩散、沉降和弥散过程，并结合实际情况分析模拟结果，得出三维潮流场对油品泄漏迁移扩散的影响规律。
四、预期成果
通过以上研究，预期达到以下几个成果：
1.建立三维潮流场与油品泄漏数值模型，探究三维潮流场对油品泄漏迁移扩散的影响规律。
2.研究不同溢油规模下的潮流场对油品扩散的影响，提出针对应急响应的建议与方案。
3.总结诸多数值模拟技术，为今后类似问题的研究提供经验与参考。
五、参考文献
1.刘明,包乔珍.油品泄漏数值模拟新进展[J].油气储运,2012,31(3):189-194.
2.张庆,范进辉,江淑娟.基于CFD的海域溢油模拟[J].海岸工程,2006,25(3):12-15.
3.张岳峰,崔春.基于CFD的油品泄漏数值模拟技术研究[J].现代图书情报技术,2014,30(9):23-29.
4.吴志康,李磊,张海军,等.油品泄漏扩散数值模拟研究[J].石油化工应用,2006,35(1):80-83.