Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong chất lỏng mô phỏng sự cố tràn dầu

50 9 0
  • Loading ...
1/50 trang

Thông tin tài liệu

Ngày đăng: 25/11/2016, 13:46

Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong chất lỏng mô phỏng sự cố tràn dầuỨng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong chất lỏng mô phỏng sự cố tràn dầuỨng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong chất lỏng mô phỏng sự cố tràn dầuỨng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong chất lỏng mô phỏng sự cố tràn dầuỨng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong chất lỏng mô phỏng sự cố tràn dầuỨng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong chất lỏng mô phỏng sự cố tràn dầu Bộ giao thông vận tải Tr-ờng đại học hàng hảI việt nam THUYếT MINH Đề TàI NCKH cấp tr-ờng ng dng phng phỏp phn t hu hn cht lng mụ phng s c trn du Chủ nhiệm đề tài: tHs BùI MINH THU Hải Phòng 04/2016 MC LC Mc lc i M U CHNG 1: S C TRN DU 1.1 S c trn du 1.2 S bin i ca du trờn bin CHNG 2: PHNG PHP PHN T HU HN TRONG CHT LNG Mễ HèNH TON QU TRèNH LAN TRUYN DU TRONG NC 2.1 Phng phỏp phn t hu hn gii bi toỏn hai chiu cht lng 2.2 Mụ hỡnh du trn 10 2.3 Mụ hỡnh toỏn quỏ trỡnh lan truyn ca du 11 2.4 Cỏc tham s mụ hỡnh l c tớnh ca du trn mụi trng 13 2.5 Cỏc yu t mụi trng 17 2.6 Quỏ trỡnh bin i ca du 19 2.7 Mụ hỡnh dũng chy hai chiu 25 CHNG 3: NG DNG PHNG PHP PHN T HU HN Mễ PHNG S C TRN DU 28 3.1 Khu vc mụ phng 28 3.2 iu kin t nhiờn 28 3.3 Mụ phng thy lc khu vc ỡnh V - Cỏt Hi 31 3.4 Kt qu tớnh toỏn mụ phng trn du 43 KT LUN V KIN NGH 48 Kt lun 48 Kin ngh 48 TI LIU THAM KHO 49 CHNG 1: S C TRN DU - NHNG TC NG N KINH T X HI V MễI TRNG 1.1 S c trn du Hin tn ti khỏ nhiu khỏi nim v s c trn du Tuy nhiờn, cú th hiu mt cỏch c bn s c trn du l mt dng s c gõy ụ nhim mụi trng bin Theo quyt nh s 02/2013/Q-TTg ca Th tng chớnh ph ký ngy 14 thỏng 01 nm 2013 v Quy ch hot ng ng phú s c trn du quy nh: S c trn du l hin tng du t cỏc phng tin cha, chuyn khỏc nhau, t cỏc cụng trỡnh v cỏc m du thoỏt ngoi mụi trng t nhiờn s c k thut, thiờn tai hoc ngi gõy S c trn du c bit nghiờm trng l s c trn du xy vi lng ln du trn trờn din rng, liờn quan n nhiu tnh, thnh ph e da nghiờm trng n tớnh mng, ti sn, mụi trng v i sng, sc kho ca nhõn dõn 1.2 S bin i ca du Khi du ri xung b mt nc bin s lp tc chu tỏc ng ca cỏc yu t ni ti nh nht, thnh phn hydrocacbon, sc cng b mt v cỏc yu t mụi trng nh giú, dũng chy, nhit , súng lm du nhanh chúng b bin i õy l quỏ trỡnh gm hp cỏc bin i thnh phn v ú l mt quỏ trỡnh phc [1] 1.2.1 S lan ta Quỏ trỡnh lan ta du trờn bin c ngi ta quan tõm nhiu nht xy trn du S lan ta din rt nhanh v l quỏ trỡnh ch yu giai on u tiờn ca s c trn du Theo thi gian, quỏ trỡnh ny chm dn v mt dn vai trũ quan trng ca chỳng Quỏ trỡnh lan ta du l quỏ trỡnh hon ton c hc Lng du ln bin loang nhanh hn lng du nh thi gian u Trc ht du loang thnh mng, lỳc ny tc loang ph thuc vo nht Tip theo vỏng du s b v dn v kộo di thnh nhng mi tờn song song vi chiu giú Vo giai on ny, tc lan truyn ca du ph thuc vo cỏc yu t ng hc nh sc cng b mt, dũng chy, súng, giú nhng ớt ph thuc vo nht v t trng Du cú th to thnh mng rt mng trờn mt nc Cỏc thớ nghim ó cho thy tn du loang cú th loang v che ph trờn mt din tớch rng ti 12 km2 mt nc, mt git du cú th to mt mng du 20 m2 v cú dy 0,001mm Hỡnh 1-1 Vt loang du 1.2.2 S bay hi Tớnh bc hi rt quan trng i vi quỏ trỡnh ng phú s c trn du núi chung, trờn bin núi riờng Vớ d, s c trn du trờn tu ch du l xng trn bin nhng kh nng bay hi mnh nờn cụng tỏc ng phú c ỏp dng l b mc, nhng cn ỏp dng cỏc bin phỏp m bo an ton cho tu thuyn, mỏy bay bay qua vựng tri cú s c di bin 1.2.3 S khuch tỏn Trong mụi trng nc, súng mt v chuyn ng ri tỏc ng vo vt du to thnh cỏc ht du cú kớch c khỏc Nhng ht du nh (nhng ht cú kớch thc nh hn 100 àm) cú th trn ln vo nc bin, cỏc ht ln li ni lờn to nờn hin tng khuch tỏn Hin tng ny din rt mnh ti nhng ni cú súng v Hin tng khuch tỏn ph thuc mnh vo bn cht ca du, dy lp du, trng thỏi ca mt bin Trong iu kin bỡnh thng cỏc loi du m ang cũn dng lng ớt nht cú th khuch tỏn vo nc mt vi ngy, cỏc loi du m nht hoc loi to nh tng du ngm nc thỡ ớt b khuch tỏn hn Cỏc cht hot ng b mt cú du hoc nc lm gim sc cng b mt nc - du giỳp cho s phõn tỏn ca du vo nc d dng hn Nhỡn chung, lp du cng dy, nht cng cao thỡ du cng khú khuch tỏn vo mụi trng nc 1.2.4 S nh tng húa C ch to nh tng ca du n cha c nghiờn cu mt cỏch tng tn v y Cú th l cỏc ht du to quỏ trỡnh phõn tỏn du t nhiờn ni lờn b mt tỏi hũa nhp vi lp du ó kộo theo v bao bc cỏc ht nc nh Cng cú th xung lc ca súng bin lm cho nc chui vo lp y cỏc bt khớ cú sn lp du Tuy nhiờn, khụng phi tt c cỏc ht nc kt hp vi du u to ht nh tng bn vng Cỏc ht nh tng bn phi cú kớch thc nm khong ữ 10 àm Nh tng du nc cú kớch thc ht nh vy mi cú th tn ti lõu di nc Khi c a vo bo qun iu kin tnh, loi nh tng ny cú th tn ti nhiu nm Hỡnh 1-2 Nh tng du - nc Nhiu loi du m v nhiờn liu cú kh nng hỳt nc v to thnh nh tng dng du ngm nc lm tng th tớch du lờn ữ ln so vi ban u (nh tng nh du) Nh tng du c bit nht, ú ngn cn quỏ trỡnh phõn tỏn, bay hi v cng l nguyờn nhõn chớnh lm cho du nh cng cú th tn ti lõu du mụi trng nc Tc ca quỏ trỡnh nh tng húa ph thuc vo tỡnh trng bin v nht ca du Khi cú giú cp 3, du cú nht nh cú th to nh tng du - nc cha 60 ữ 80% nc vũng ữ gi Du cú nht cao ta nh tng nc - du cú khong 30 ữ 40% nc Loi nh tng ny cú mu socola v thng c gi l bt socola Du cú hm lng asphaltene ln cú th to thnh nh tng bn vng, b súng giú xụ dt, vún cc li trụi ni nc bin hoc dt vo b bn vng ca nh tng nc du ph thuc vo cỏc thnh phn nha, sỏp v asphatene cú du Cỏc cu t ny to thnh lp mng trờn b mt gia cỏc git du v cỏc git nc lm tng bn vng ca cỏc ht nh tng c to thnh nc bin Tỏc ng ca s nh tng húa l gim tc phõn hy v phong húa du nc Nh tng húa cng lm tng lng v th tớch cỏc cht ụ nhim nc, lm tng dng c ng cỏc cht ụ nhim v lm tng s vic phi lm chng ụ nhim Ngoi ra, x lý cỏc cht ụ nhim, c bit l nh tng dng socola cn tng nhiu chi phớ Thc t cho thy rng dng nh tng ny a vo nh mỏy x lý, sn phm du thu hi c khụng bự chi phớ tỏi ch 1.2.5 S hũa tan Hu ht cỏc cu t cú thnh phn du u l nhng cu t k nc nờn kh nng hũa tan nc ca du rt kộm Trong bt k iu kin no thỡ hm lng hydrocacbon hũa tan c nc cng khụng vt quỏ mg/l (1ppm) Du Diezel cú kh nng hũa tan nhiu hn nhng nh hn s bc hi hng trm ln Do ú, s hũa tan khụng úng vai trũ quan trng vic phõn tỏn du vo nc, nhng cht lng nc s b suy gim rt nhanh nhim mt lng du nh Chng hn, ch cn 0,5 gam xng ó lm m3 nc cú mựi du khỏ nng Tc v quy mụ ca quỏ trỡnh du hũa tan vo nc ph thuc vo thnh phn du, mc lan truyn, nhit v mn ca nc bin cng nh mc phõn tỏn du vo nc bin Mc dự cú tan rt nh nc nhng s hũa tan du nc thỳc y rt mnh quỏ trỡnh oxy húa du bng oxy hũa tan v cỏc quỏ trỡnh tiờu th du bng thy vi sinh Cỏc quỏ trỡnh ny c bit rt quan trng i vi quỏ trỡnh t lm sch nc sau s c trn du 1.2.6 S oxy húa Nhỡn chung du m ớt cú phn ng trc tip vi oxy iu kin mụi trng, nhiờn mt lng du m cng b oxy húa quang húa thnh hydropeoxit ri thnh alcohol, axit cng nh cỏc hp cht cú ooxxy húa din nhanh hn nhng khụng ỏng k so vi cỏc quỏ trỡnh khỏc v ch chim khong 1/1000 lng du/ngy ờm Khi b oxy húa mt thi gian di, du nc dn b phong búa, vún cc thnh nha ng, rt bn vng, khú b phõn hy 1.2.7 S lng ng Du m v cỏc sn phm ca du m thng cú t trng nh hn tc l nh hn t trng ca nc (t trng ca nc bin l 1,025 kg/l), ú du ni trờn mt nc m khụng th chỡm xung ỏy c Cỏc ht nh tng du, sau hp ph cỏc ht vt cht hoc c th sinh vt l lng nc th nng hn ri chỡm dn Cng cú mt s ht l lng hp ph tip cỏc ht nh tng du phõn tỏn ri cng lng ng xung ỏy Nhit cú nh hng n tớnh ni chỡm ca du c tớnh nhit thay i 10C, t trng nc bin thay i 0,25% Cng vi hiu s nhit ú t trng du thay i khong 0,5% Chớnh vỡ vy, thng ban ngy, nhit cao, cỏc ht du ni l lng, ờm n nhit xung thp, cỏc ht du li chỡm xung di mt nc Quỏ trỡnh ú c lp i lp li nhiu ln cho n hoc l chỳng vún cc, trụi dt vo b ỏ, bói cỏt, hng cõy hoc l chỡm xung ỏy 1.2.8 Phõn hy sinh hc Vi sinh vt nc cú th phõn hy du vi lng t 0,03 ữ 0,5 g du/ngyờm/m2 mt nc Kh nng phõn hy sinh hc ph thuc vo nhiu yu t nh: - Thnh phn ca du - Din tớch du tri trờn mt nc - Nhit mụi trng - Loi sinh vt - Hm lng oxy v cht dinh dng Mi loi sinh vt ch cú kh nng phõn hy mt nhúm hydrocacbon c th no ú Tuy nhiờn, nc cú nhiu nhúm vi sinh vt cho nờn hu nh tt c cỏc hydrocacbon u b phõn hy CHNG 2: PHNG PHP PHN T HU HN TRONG CHT LNG V Mễ HèNH TON QU TRèNH LAN TRUYN DU TRONG NC 2.1 Phng phỏp phn t hu hn gii bi toỏn hai chiu cht lng 2.1.1 Ri rc húa hu hn cỏc phn t Trong tớnh toỏn cú dng hỡnh hc bt k c t mt h ta tng th OXY v c chia thnh cỏc phn t n gin l vựng tam giỏc hoc t giỏc thun nht hoc hn hp tam giỏc hoc t giỏc Cỏc l tam giỏc hoc t giỏc cú vector phỏp tuyn n V c gn vo mt h Hỡnh 2-1 Ri rc húa phn t ta cc b oxy Nh vy, cỏc hm ni suy, tớnh toan khụng ch ph thuc vo s nỳt ca phn t m cũn ph thuc vo hỡnh dng ca phn t c chia Dng phn t c chia cho hỡnh hc ca nú c nh ngha nht bi mt hp im, cỏc im ny c dựng nh l cỏc nỳt phỏt trin hm ni suy Dng hỡnh hc n Gin nht l tam giỏc ri n hỡnh ch nht Chia li tớnh toỏn l mt bc quan trng vic phõn tớch phn t hu hn Vic s dng loi li tớnh toỏn, s lng phn t v mt phn t ph thuc v dng hỡnh hc ca tớnh toỏn, bi toỏn phõn tớch v chớnh xỏc mong mun (mun chớnh tng lờn thỡ tng bc t do, hay núi khỏc i l lm tng s lng phn t bng cỏch chi nh phn t hn) Vic chia li tớnh toỏn c chia lm cỏc bc: a Cỏc phn t la chn tiờu biu cho phng trỡnh mụ t bi toỏn b S phn t, dng, loi (tuyn tớnh, bc hai,) chn cho ỏp ng hỡnh hc ca bi toỏn c Mt li phn t nờn chn cho cú gradient ln l y (nhiu phn t hay phn t bc cao c dựng gradient ln) d Li tt nờn cú s thay i t t, t cú mt phn t cao sang cú mt phn t thp Nu cỏc phn t chuyn tip c dựng, chỳng nờn dựng xa phõn gii (vớ d nh cú gradient ln) Cỏc phn t chuyn tip l cỏc phn t ni nhng phn t bc thp n cỏc phn t bc cao (t bc tuyn tớnh n bc hai) 2.1.2 Mụ hỡnh phng phỏp phn t hu hn Trờn e xp x bin u bi biu thc: n u ( x, y) U e ( x, y ) u ej ej ( x, y ) (2.1) j õy: u ej l giỏ tr ca Ue ti nỳt th j ca phn t, ej l hm ni suy Lagrange cú c tớnh: ej ( x, y) ij (2.2) T xp x ta cú: n n n n w j j w j j a u a u a u a 21 j j 12 j 22 u j e x 11 x y x j x y j j j a00 w u j j wf dxdy wqn ds j e (2.3) n Phng trỡnh ny ỳng cho bt k hm trng s no Do ú, chỳng ta s cn n phng trỡnh i s c lp gii cho n n s l u1, u2, un Vỡ vy, chỳng ta chn n hm s c lp cho hm trng s w nh sau: w = [1, 2, n] Vi mi la chn w, chỳng ta nhn liờn h i s ca cỏc ui (u1, u2, un) Vi phng trỡnh i s th i nhn c nh sau: n n i n j j i n j j a u a u a u a u a dxdy ui 21 j 00 i j j 12 j 22 j e x 11 x y x x y j j j j j n f i dxdy i qn ds e e Vi i = 1, 2, ., n Hay: n K u j e ij e j fi e Qie õy: n n n n Kije i a11 u j j a12 u j j i a21 u j j a22 u j j a00 i j dxdy y x j x y j j e x j x V: fi e e f ie dxdy, Qie q n e i ds e Trong ú: aj (i, j = 1, 2), a00 v f l cỏc iu kin biờn cho trc Vit li phng trỡnh 2.37 di dng ma trn v vector nh sau: [Ke] {ue} = {f e} + {Qe} V bn cht, õy l cỏc phộp tớnh toỏn trờn ma trn v vector õy l h phng trỡnh i s bao gm n phng trỡnh c lp gii n n s u1, , n cui cựng c a v v gii thụng qua cỏc ma trn v nh thc Xut phỏt t nhn nh ny, vic s dng cỏc cụng c tớnh toỏn nh Matlab hay Mathcad l hon ton cú th gii c bi toỏn 2.2 Mụ hỡnh du trn1 Nhiu mụ hỡnh trn du ó c nghiờn cu v phỏt trin nhiu thp k qua, in hỡnh nh cỏc nghiờn cu Stolzenbachet al (1977), Huang v Monastero (1982) v Spaulding (1988) Phn ln cỏc mụ hỡnh ny nghiờn cu cho cỏc vựng bin ven b Trong mt nghiờn cu gn õy Shen v Yapa (1988) ó phỏt trin mt mụ hỡnh cho lan truyn v bin i ca du trờn cỏc vựng ca sụng v sụng Cỏc quỏ trỡnh bin i ca du c xem xột mụ hỡnh bao gm cỏc quỏ trỡnh: lan ta c hc, khuch tỏn hn lon, bay hi, hũa tan v b bin lng ng b bin Mụ hỡnh ny i vo xem xột s phõn tỏn ca cỏc ht du vo mụi trng nc, cng nh cỏc quỏ trỡnh khỏc cú liờn quan Hung Tao Shen, Poojitha D Yapa, De Sheng Wang and Xiao Qing YangA, Mathematical Model for Oil Slick Transport and Mixing in Rivers, 1993 10 Gia tc Khi lng riờng ca nc nht (Smagonariky) Gii hn sõu cn Gii hn sõu ngp Gii hn sõu t S Courant (CFL) Lc Coriolis nhỏm (Manning) 9.81 (m/s2) 1025 (kG/m3) 0.0015 (m2/s) 0.005 (m) 0.05 (m) 0.1 (m) 0.8 Lc coriolis 32 (m1/3/s) iu kin biờn Mc nc ban u Biờn bin Biờn sụng 0.2 (m) Mc nc Mc nc Kt qu Bc thi gian lu kt qu 60 (min) 3.3.9 Kim chun mụ hỡnh kim tra v xỏc thc chớnh xỏc ca mụ hỡnh, cn thit phi cú giỏ tr mc nc thc o ti mt hoc mt s im nm khu vc mụ phng so sỏnh vi giỏ tr mc nc tớnh toỏn ca mụ hỡnh tớnh ti cựng v trớ ú Quỏ trỡnh so sỏnh ú c thc hin ng thi vi quỏ trỡnh hiu chnh cỏc tham s c s dng mụ hỡnh cho giỏ tr mc nc thc o v mc nc mụ hỡnh tớnh ti cỏc im kim chun l tng ng v c ln v pha dao ụng ca mc nc Cui cựng l ỏnh giỏ chớnh xỏc ca mụ hỡnh 36 Hỡnh 3-7 Cỏc v trớ kim chun mụ hỡnh Hỡnh 3-8 Mc nc ti cỏc im kim chun 3.3.10 Kt qu mụ phng thy lc 3.3.10.1 Kim chun mụ hỡnh Kt qu kim chun mụ hỡnh nh sau: 37 Hỡnh 3-9 Kt qu so sỏnh kim chun mụ hỡnh ti im H6 Hỡnh 3-10 Kt qu so sỏnh kim chun mụ hỡnh ti im H7 38 Hỡnh 3-11 Kt qu so sỏnh kim chun mụ hỡnh ti im H8 T vic so sỏnh mc nc thc o vi mc nc tớnh toỏn t mụ hỡnh ti im kim chun l H6, H7, chỳng ta nhn thy s cú s tng ng ln c v ln ca mc nc v pha dao ng ca ng mc nc S khỏc bit xut hin gia mc nc thc o v mc nc tớnh toỏn ca mụ hỡnh ti im kim chun H8, cú s khỏc bit nm thi im mc nc thp sụng ln ca mc nc ti cỏc thi im ny chờnh khong 15cm S khỏc bit ny do: - Mụ hỡnh tớnh toỏn c n gin húa mt phn yu t a hỡnh v ng b - S liu a hỡnh cha thc s sỏt vi thc t; - nhỏm ỏy c n gin húa (giỏ tr khụng i trờn min) mụ hỡnh Xem xột s tng ng gia kt qu ca mụ hỡnh vi giỏ tr thc o cng nh mc sai lch, thy rng kt qu tớnh toỏn ca mụ hỡnh hon ton cho phộp s dng cho quỏ trỡnh tớnh toỏn, thit lp nghiờn cu tip theo 3.3.10.2 Kt qu mụ phng trng dũng chy 39 Kt qu tớnh toỏn v mụ phng trng dũng chy khu vc ỡnh V - Cỏt Hi Nh sau: Hỡnh 3-12 Trng mc nc 1:00:00 Hỡnh 3-13 Trng mc nc 2:00:00 Hỡnh 3-14 Trng mc nc 3:00:00 Hỡnh 3-15 Trng mc nc 4:00:00 Hỡnh 3-16 Trng mc nc lỳc 5:00:00 Hỡnh 3-17 Trng mc nc 6:00:00 40 Hỡnh 3-18 Trng mc nc 7:00:00 Hỡnh 3-19 Trng mc nc 8:00:00 Hỡnh 3-20 Trng mc nc 9:00:00 Hỡnh 3-21 Trng mc nc 10:00:00 Hỡnh 3-22 Trng mc nc 11:00:00 Hỡnh 3-23 Trng mc nc 12:00:00 Hỡnh 3-24 Trng dũng chy 1:00:00 Hỡnh 3-25 Trng dũng chy 2:00:00 41 Hỡnh 3-26 Trng dũng chy 3:00:00 Hỡnh 3-27 Trng dũng chy 4:00:00 Hỡnh 3-28 Trng dũng chy lỳc 5:00:00 Hỡnh 3-29 Trng dũng chy lỳc 6:00:00 Hỡnh 3-30 Trng dũng chy lỳc 7:00:00 Hỡnh 3-31 Trng dũng chy lỳc 8:00:00 Hỡnh 3-32 Trng dũng chy lỳc 9:00:00 Hỡnh 3-33 Trng dũng chy lỳc 10:00:00 42 Hỡnh 3-34 Trng dũng chy lỳc 11:00:00 Hỡnh 3-35 Trng dũng chy 12:00:00 3.4 Kt qu tớnh toỏn mụ phng trn du 3.4.1 S c trn du 3.4.1.1 Kch bn cho s c trn du Gi thit, lỳc 00:00:00 ngy 1/1/2006, sy s c trn du Lng du DO trn ngoi l 5000 lit V trớ im xy s c cú ta : N : 2004947.1 E : 10604724.9 Hỡnh 3-36 V trớ xy s c trn du 3.4.1.2 c tớnh lý húa hc ca du DO b trn ngoi Hm lng lu hunh : 500mg/kg Ch s Xetan : > 50 43 Nhit ct ti 90% th tớch : 3600 im chp chỏy cc kớn : 550C nht ng hc 400C : 3.5 cSt Cn cacbon ca 10% cn chng ct : 0.3% lng Hm lng tro : 0.01% lng Hm lng nc : 200 mg/kg Tp cht dng ht : 10 mg/l 10 Khi lng riờng ( 15oC) : 820 kg/m3 3.4.2 Kt qu phõn tớch bin i vt du Kt qu tớnh toỏn lan truyn v bin i vt du theo cỏc kch bn thit lp, trng giú n nh, khong thi gian tớnh toỏn cho thy c hng di chuyn ca vt du theo thi gian tớnh toỏn v nhng tỏc ng ca mt s yu t khớ tng - hi chớnh lờn s bin i vt du ti v trớ gi thit 3.4.2.1 Bin i ca vt du k triu lờn Hỡnh 3-37 V trớ im trn du Hỡnh 3-38 Bin i vt du sau phỳt 44 Hỡnh 3-39 Bin i vt du sau 10 phỳt Hỡnh 3-40 Bin i vt du sau 15 phỳt Hỡnh 3-41 Bin i vt du sau 20 phỳt Hỡnh 3-42 Bin i vt du sau 23 phỳt 3.4.2.2 Bin i ca vt du k triu thoỏi Hỡnh 3-43 V trớ im trn du Hỡnh 3-44 Bin i vt du sau phỳt 45 Hỡnh 3-45 Bin i vt du sau 10 phỳt Hỡnh 3-46 Bin i vt du sau 15 phỳt Hỡnh 3-47 Bin i vt du sau 20 phỳt Hỡnh 3-48 Bin i vt du sau 23 phỳt Song song vi quỏ trỡnh lan ta, bin i ca vt du l cỏc quỏ trỡnh bay hi, hỡnh thnh nh tng v phõn tỏn du Kt qu tớnh toỏn thi gian mụ phng c th hin di õy: Bng 3-4 Cỏc quỏ trỡnh bin i ca du Thi gian Qỳa trỡnh Sau Sau Sau 10 Sau 15 Lng bay hi b mt (mm) Nng nh tng du nc (kg/m3) Hm lng du phõn tỏn nc (10-10 kg/m3) Sau 20 0.00068 0.0096 0.034 0.014 0.023 0.048 0.114 0.15 0.19 0.22 2.30 5.35 122 137 148 Phm vi nh hng nng nht ca vt du c xỏc nh nh sau: Trong k triu lờn: Phm vi nh hng nng nht l 2.5km ng b v thng lu 46 Trong k triu thoỏi: Phm vi nh hng nng nht l 1.2km ng b v phớa h lu Kt qu tớnh toỏn bin i ca vt du s cho phộp ỏnh giỏ nhanh v ton cc v kh nng lan truyn ca vt du, ch yu l lng du cũn li v v trớ ca nú di tỏc ng ca iu kin khớ tng - hi S bin i ca vt du l c s trin khai cỏc bin phỏp ng cu s c mt cỏch kp thi v hp lý; lm tng hiu qu ca cỏc gii phỏp ng cu 47 KT LUN V KIN NGH Kt lun Trờn c s nghiờn cu phng phỏp phn t hu hn cht lng, cỏc phng phỏp mụ hỡnh húa quỏ trỡnh lan truyn v bin i ca du nc, ti ó t c cỏc kt qu sau: - Nhn nh, ỏnh giỏ cỏc tỏc ng n mụi trng s c trn du - ng dng phng phỏp s vo vic gii cỏc bi toỏn mụ phng chiu cht lng - Trờn c s bi toỏn chiu cht lng, tin hnh mụ phng quỏ trỡnh bin i ca vt du s c trn du cho khu vc ỡnh V - Cỏt Hi Kin ngh i vi cỏc cng: - Tng cng nghiờn cu, ng dng cỏc phng phỏp s cụng tỏc mụ phng trc xõy dng cỏc cỏc k hoch ng phú s c trn du - i vi cỏc k hoch ng phú s c trn du ó c thc hin cn thit phi r soỏt trờn c s mụ hỡnh mụ phng quỏ trỡnh trn du cho khu vc mỡnh 48 TI LIU THAM KHO [1] TS Ngụ Kim nh (2014), Kim soỏt v qun lý ụ nhim mụi trng bin, NXB Giao thụng ti [2] Buchanan, I., and Hurford, N., Methods for predicting the phyisical changes in oil spilt at sea, Oil & Chemical Pollulion,4, pp 311-328, 1988 [3] Mackay, D., Stiver, W., and Tebeau, P.A., Testing of crude oils (or petroleum products for environmental purposes Proc of the 1983 International Oil Spill Conference, American Petro leum Institute: Washington, DC, pp 331-337, 1983 [4] Payne, J.R., Kirstein, B.E, McNabb, G.D., Lambach, J.L., Redding, R., Jordan, R.R., Hom, W., Oliveira, C, Smith, G.s, Baxter, D M and Gaege, R Final report, multivariate analysis of petroleum weathering in the marine environment-Sub Arctic, Vol technical results Report to Outer Continental Shelf Environmental Assessment Program of the National Oceanic and Atmospheric Administration, 1984 [5] Mackay, D Shiu, W.Y., Hossain, K., Stiver, W, McCurdy, D., Paterson, S and Tebeau, P.A Development and calibration of an oil spill behavior model, Report No CG-Do27-83, US Coast Guard: Washington, DC, 57 pp., 1982 [6] Rasmussen, D Oil spi ll modeling a tool for cleanup operations Proc of lhe 1985 Oil Spill Conference, American Petroleum Institute: Washington, DC, pp 243-249, 1985 [7] Brutsaert, W and Yeh, G.T A power wind law for turbulent transfer computations, Water Resource Research, 6, pp 1387- 1391 , 1970 [8] Coastal Engineering Research Center Shore Protection Manual, I, U.S Government Printing Office: Washington, DC, 1984 [9] NOAA, Hazardous Materials Response and Asessment Division ALOHA 5.0 Theoretical Description, NOAA Technical Memorandom NOS ORCA 65 (Draft), Seattle, USA, 1992 [10] Simecek-Beatty, D A., Lehr, W.J., and Lankford, J.F Leaking tankers: how much oil was spilled Proc of the Twentieth Arctic and Marine Oil Spill Program Technical Seminar, Environment Canada: Ottawa, Canada, pp 841 -852,1997 49 50 [...]... lớp dầu, các quá trình tương tác giữa bề mặt các bề mặt vệt dầu và các hạt dầu dưới dạng huyền phù trong nước, và lắng đọng của dầu xuống đáy Phần lớn các mô hình mô phỏng tràn dầu hiện nay đi sâu mô phỏng quá trình bốc hơi và lan tỏa của vệt dầu trên bề mặt nước Một số mô hình khác đi sâu vào các quá trình lý - hóa học nhưng thiếu các thành phần mô phỏng quá trình lan tỏa của dầu Gần đây, các mô hình... các phương trình vi phân đạo hàm riêng có thể được giải bằng các phương pháp giải tích; tuy nhiên để giải bằng các phương pháp này sẽ là rất mất thời gian và khối lượng tính toán là rất lớn Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của toán học và máy tính, các phương trình vi phân đạo hàm riêng được giải bằng các phương pháp phần tử hữu hạn, sai phân hữu hạn hay phương pháp phần tử biên 2.4 Các tham số mô. .. ta tiến hành chưng cất dầu mỏ và thu được các sản phầm mong muốn theo những khoảng nhiệt độ đã định trước Trong các mô hình tràn dầu, thành phần hóa học của dầu là một trong những yếu tố quan trọng để đánh giá mức độ, tốc độ lan truyền của dầu và quyết định đến tính chất đúng sai của mô hình mô phỏng cho loại dầu nào đó 2.5 Các yếu tố môi trường Các yếu tố môi trường tại nơi dầu tràn ra ảnh hưởng rất... tại các biên của ô lưới Với sơ đồ rời rạc hóa này, bài toán sẽ được giải với điều kiện ổn định CFL (Crank Frich - Lewy) 27 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN MÔ PHỎNG SỰ CỐ TRÀN DẦU 3.1 Khu vực mô phỏng Khu vực Đình Vũ là khu vực được lựa chọn để thực hiện mô phỏng Đây là khu vực được quy hoạch là khu kinh tế tổng hợp nhằm phục vụ nhu cầu phát triển kinh tế - xã hội của thành phố Hải Phòng... Hiệu ứng bề mặt dầu do quá trình lắng đọng bờ biển Sự phân bố của dầu trong các lớp nhũ tương dầu nước được mô tả thông quá phương trình sau: (Cv h  C    C      (uCv h)  (vCv h)   hDx v    hDy v  t x y x  x  y  y  (2.5) 1Vb cv   Cs  1cv Trong đó: Cv : Nồng độ dầu trong lớp nhũ tương dầu nước ở độ sâu h h : Độ sâu u, v : Các thành phần vận tốc theo phương x và phương. .. báo trong việc ngăn chặn quá trình lan tỏa của vệt dầu từ đó lập ra các kế hoạch thu vớt dầu và làm sạch tại các khu vực bị ô nhiễm Suất phát từ thực tế này, hiện nay, phần lớn các mô hình toán về mô phỏng sự cố tràn dầu chủ yếu đi sâu mô phỏng quá trình trôi dạt và phạm vi ảnh hưởng của các vệt dầu trên bề mặt dưới tác động của các yếu tố thủy văn, dòng chảy, sóng, gió và nhiệt độ mà thôi 2.3 Mô hình... dài và gọi là các phản ứng quang hóa học Và một phần dầu được các vi sinh vật ăn dầu phân hủy Cuối cùng, các quá trình khác dưới tác động của các điều kiện môi trường mà dầu bắt đầu lắng đọng xuống đáy, các quá trình băng hóa của dầu dưới nhiệt độ thấp 2.6.1 Dầu thoát ra môi trường do thủng két chứa Các sự cố đâm va, tai nạn hàng hải là nguyên nhân chính dẫn đến các vụ tràn dầu; dầu được thoát ra từ... Hydrocacbon thơm là các hợp chất có cấu trúc mach vòng trong phân tử; bao gồm benzen và các dẫn xuất của benzen Dẫn xuất hydrocacbon; một lượng nhỏ các thành phần trong dầu là các chất hữu cơ chứa oxy, nito, lưu huỳnh và được gọi là dẫn xuất hydrocacbon Các thành phần tạo nên dầu mỏ là khác nhau và mỗi số trong chúng cũng có những khoảng nhiệt độ sôi, bay hơi… là khác nhau Lợi dụng tính chất này mà người ta... us, vs : Các thành phần vận tốc lan truyền theo phương x Dx, Dy: Hệ số lan truyền theo phương x và phương y α1 : Hệ số lắng đọng của các hạt dầu ở bề mặt nước 11 Vb : Vận tốc đẩy nổi của các hạt dầu trong nhũ tương dầu- nước γ : Hệ số phân tán các hạt dầu trong nước Ca : Nồng độ tiết diện dầu ở lớp bề măt SE : Tỷ lệ bay hơi và hòa tan trên mỗi đơn vị diện tích bề mặt dầu Ms : Hiệu ứng phân bố bề mặt... 1cv ) / h Các phương trình 2.1 đến 2.4 là các phương trình tổng quát về quá trình lan truyền dầu trên mặt nước đã tính đến các quá trình bay hơi và quá trình biến đổi vật chất; các phương trình này được gọi là các phương trình đạo hàm riêng phần Các phương trình này được giải khi các điều khiện về vận tốc theo các phương x, y được giải; hay nói khác đi, các mô hình toán về quá trình tràn dầu được giải
- Xem thêm -

Xem thêm: Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong chất lỏng mô phỏng sự cố tràn dầu, Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong chất lỏng mô phỏng sự cố tràn dầu, Ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong chất lỏng mô phỏng sự cố tràn dầu

Gợi ý tài liệu liên quan cho bạn

Nạp tiền Tải lên
Đăng ký
Đăng nhập