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油船双壳结构阻漏的晃荡失效机理及原油泄漏特性研究
| 论文题名： | 油船双壳结构阻漏的晃荡失效机理及原油泄漏特性研究 |
| 关键词： | 油船;原油泄漏;双壳结构阻漏;晃荡失效机理 |
| 摘要： | 本文针对实际海况下油船搁浅造成的水下破舱原油泄漏行为，构建某VLCC的全尺度油舱，采用理论分析和数值模拟的方法来探究油船双壳结构阻漏的晃荡失效机理及晃荡油船的原油泄漏特性，论文的主要研究内容如下: 一、通过晃荡油船水下破舱原油泄漏过程的理论分析，确定本文研究的油船晃荡类型、晃荡因子及原油属性，并对晃荡油船水下破舱原油泄漏动力进行分析。 二、考虑到原油泄漏过程的多相流行为，本文应用三相流动的VOF法来追踪流体自由面，采用动网格技术实现油船的晃荡运动，基于有限体积法的N-S方程和连续性方程作为流体流动的控制方程，并应用k-ε湍流方程来解决原油泄漏过程中粘性和湍流作用的影响。 三、基于选定的数学模型，采用基于压力求解的非耦合隐式算法和压力速度耦合的PISO算法，对晃荡油船水下破舱原油泄漏问题进行求解，并分别用液舱晃荡和油品泄漏模型试验证明了数值模拟方法及求解策略的可靠性，进而开展全尺度静止油船和晃荡油船水下破舱原油泄漏的三维数值模拟。 四、数值模拟结果表明了静止油船和晃荡油船破舱泄漏的差异性及双壳结构阻漏机理的局限性，并分析了油船双壳结构的阻漏作用和晃荡失效原因。根据晃荡油船水下破舱原油泄漏过程中流体的重力、粘性力和晃荡引起的脉动压力变化将原油泄漏过程分为重力流阶段，过渡流阶段和晃荡流阶段，探究了油船双壳结构阻漏的晃荡失效机理，并提出晃荡油船双壳结构阻漏的晃荡失效机理模型。 五、通过对不同泄漏阶段原油和海水流动、自由面变化和微观流场特征的分析获得晃荡油船底部破舱水下原油泄漏特性，并探究晃荡幅度和晃荡周期在原油泄漏入海中的作用，确定了不同泄漏阶段在原油泄漏过程中的重要性，为实际海况中晃荡油船水下破舱原油泄漏的控制和优化奠定了理论基础。 |
| 作者： | 杨振波 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 卢金树 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 浙江海洋大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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