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[期刊论文] 杨云朋 吕国录 张军
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CSTPCD 北大核心
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摘要:为了研究板式换热器流固耦合问题,对油水板式换热器的换热特性及流动特性进行了实验及数值模拟.运用Fluent软件,建立与实验元件波纹参数相同的简化几何模型进行模拟分析,验证数值模拟的可靠性.模拟结果在传热性能与流动阻力方面与实验结果吻合较好.在此基础上,考虑波纹板片的受力,对换热器进行了流固耦合计算,获得了不同工况下板片的应变分布.流固耦合结果表明,当油液黏度较高时,板片所受作用力较大,因此,换热器设计时应综合考虑换热性能、流动阻力及板片的受力问题....
摘要:对水下油管微孔泄漏进行了有关数值模拟及实验研究.首先采用计算流体动力学(CFD)万法对微孔泄漏后的油气两相混合物的运动特性进行了数值模拟,模拟结果表明随着含气率的增大,溢油在海表面横向扩散范围逐渐增大,且其变化接近线性分布;泄漏速度对溢油羽射流形态影响较大,随着泄漏速度的增大,水下溢油羽射流的截面宽度逐渐增大,油滴上升速度较快,且油滴直径不断减小;其次,对泄漏后的油滴尺寸进行了实验测试,实验结果表明泄漏量对油滴尺寸大小有较大的影响,随着泄漏量的增大,油滴获得了更大的出流速度,形成更多更小的油滴,当泄漏量增大到一定程度时油滴逐渐趋于雾化....
摘要:为了比较油气水平释放及垂直释放时的扩散规律,利用Gambit软件,建立水槽模型,在FLUENT中进行溢油后油气扩散的模拟,分析了不同泄漏方向及不同泄漏速度下油气的扩散规律与分布情况.模拟结果表明:油气分别在水平泄漏和垂直泄漏后的运动轨迹不同,前者呈J形,后者呈S形;水平泄漏的扩散范围相比垂直泄漏的扩散范围大,垂直泄漏到达水面需要的时间较短;泄漏速度越大,油气扩散的速度就越快,污染的范围就越广....
摘要:针对海底管道泄漏后的油气扩散特性进行了数值模拟研究.建立了海底管道上部区域的泄漏扩散模型,利用计算流体动力学(computational fluid dynamics,CFD)方法对该模型进行了油气泄漏后的扩散模拟,并定量分析了泄漏物扩散距离.模拟结果表明:该模型及模拟方法能够在一定程度上反映油气泄漏扩散真实情况,且随着含气率增大,大油滴越易破碎成大量的小油滴,溢油扩散范围更广;随着泄漏速度增大,溢油横向漂移距离逐渐增大,且变化接近线性分布;海流速度对溢油的横向漂移有直接影响,随着海流速度增大,溢油的射流高度不断减小....
[硕士论文] 杨云朋
船舶与海洋工程 集美大学 2018(学位年度)
摘要:近年来,随着海上石油、天然气的不断开发,海底输油管道铺设的总长逐年增加。不可否认,这些海底管道在石油、天然气的输运过程中发挥着愈来愈重要的作用,但是,管道因腐蚀及其他人为因素而发生油气泄漏的潜在风险也在日益增大。水下油气一旦发生泄漏,不仅会带来极大的安全隐患,同时也会给相关海域的海洋环境造成了巨大破坏。为了给水下溢油事故发生后的应急响应提供重要信息,就必须了解水下油气泄漏后油气混合物在水体中的运动规律。基于此,本文对水下油气两相污染物的运动规律进行了实验研究以及数值模拟,分析了释放角、泄漏流量、含气率等对油滴和气泡的尺寸以及油气的运动规律的影响。主要研究工作如下:
  (1)设计并搭建了水下油、气混合泄漏的实验平台,并在实验平台上进行了不同释放角、泄漏流量、含气率等工况下的水下泄漏实验。采用Sony ILCE-5100高速摄像仪对油滴和气泡的运动轨迹进行拍摄,获得了不同工况下油滴和气泡的尺寸分布及油滴和气泡运动轨迹。
  (2)实验结果表明:油、气泄漏的释放角(泄漏方向与水平方向的夹角)、泄漏流量和含气率等,对羽流的运动轨迹、油滴和气泡的尺寸,有着不同程度的影响。①释放角主要影响油气泄漏后的羽流的运动轨迹,对羽流中油滴和气泡尺寸大小的影响不明显。随着释放角的逐渐增大,羽流运动轨迹的弯曲程度逐渐减小,羽流达水面的时间逐渐减少。②泄漏流量主要影响羽流的射流长度,油滴和气泡的尺寸。随着泄漏流量的增大,射流长度逐渐增大,油滴和气泡的尺寸逐渐减小。③含气率主要影响羽流到达水面的时间,以及油滴和气泡的尺寸。随着含气率的增大,羽流达到水面的时间逐渐减小,油滴和气泡的尺寸逐渐减小。
  (3)在上述基础之上,考虑释放角、泄漏流量、含气率以及海流速度等因素,对水箱内油气的释放及考虑海流对实际海底油气释放的影响进行了模拟。对水箱内油气释放的模拟结果表明:①模拟结果与实验结果基本吻合,说明了该水下油气泄漏实验平台能够较为准确地预测水下油气两相污染物的时空分布,能够为油气泄漏的应急响应以及污染物的控制提供决策性建议。②油气混合泄漏时,油滴和气泡在羽流中的空间分布不同,油滴的横向位移较大,气泡主要分布在靠近泄漏口的一侧,并且气泡总是先于油滴到达水面。此外,考虑海流的影响,对实际海底油气释放也进行了数值模拟。模拟结果表明:海流速度对油滴和气泡的运动轨迹也有很大的影响。随着海流速度的增大,由油滴、气泡、水三者形成的羽流的运动轨迹向海流速度方向的弯曲程度越大,油滴和气泡的横向位移越大,射流高度逐渐减小。即在海流速度的影响之下,扩大了油气泄漏的污染面积,增加了污染物的控制和回收难度。
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