因为破舱油船油泄漏行为有很大的环境污染风险并且关于它的研究成本也很高,所以一般不会采用实船测试与试验的方法来进行研究,大多数的研究都是通过采用模拟海洋环境下的缩尺模型试验来展开的。并且随着计算机仿真技术的日益进步和计算流体力学软件应用范围的不断扩大,测量技术和手段也日渐成熟,对于破舱油船油泄漏等一系列存在重大风险性行为的研究也不断有所突破,当前有很多学者通过模型研究和数值模拟相结合的方法来进行研究。81957

1模型研究

Samuelides等人以能量守恒为出发点,以在船舶碰撞过程中产生的能量来判断被撞击船货油船的破损情况并计算相应的泄漏量[1]。该理论模型主要应用流体静力学原理,目前主要四种模型的基本原理是差不多的,但在泄漏时间方面存在区别。

V。M。Fthenakis和Rohatgi等人用驳船对水下破孔溢油模型开展了分析研究,该研究是以船体运动、液面波动而引起的重力及压力变化为基础[2]。由于液压不同,预测模型会随着实验情况而发生变化,该模型最后被应用至实船溢油中。论文网

Z。Chen等人则对海上溢油行为及油滴的形成进行了数值模型研究,简而言之,就是检验模型是否合适,量化油滴的形成、混合、汇聚等所需的能量[3]。

GielvandeWiel-J等人在2009年于美国研究出油船发生碰撞、搁浅事故时油品的溢出模型[4]。采用输入油船船体设计(单层底、双层底、单壳、双壳、)航速、排水量以及碰撞后船舶的排水量、航速等变量,并且堆叠船舶来设计货柜的破损程度,只要计算破损货柜隔间的容量就可以得到溢油量。

MohammadTaghiTavakoli,JorgenAmdahl等人利用计算流体力学仿真试验论证了双层底的优点,通过估算溢油量和损失比率得出了双层底可能不能减少溢油量,但会延缓溢油行为的结论[5]。Katsuji等人通过静水中超大型油轮(VLCC)1/50模型舱模拟试验了底部破损情况下油的泄漏,分别研究了当油品密度大于海水密度和小于海水密度时油不同的泄漏特征[6]。林建国等人通过二维模型模拟泄漏试验论证了破孔位置和形状,大小等因素对油泄漏的影响[7]。卢金树,刘枫琛等人通过模型试验不同破孔距离舱底高度条件下油泄漏特征分

析,得出了破孔高度的增加加快了油泄漏从压力差阶段转化为密度差阶段的进程的结论[8]。

V。M。Fthenakis等人建立了在重力和压力变化情形下的水下破孔溢油模型,预测模型是可变的,并且与实际情形较为贴近,得到广泛应用[9]。

McDougall,Fannelop与Sjoen,Milgram,Fannelop等人通过模型实验研究水下井喷的情形,这些模型考虑了垂直的浮射流中的气体膨胀,但没有考虑周围流体的流动

[10-14]。

Yapa等人通过把数学模型和实验结果之间进行对比得出漏油释放速度越快,产生的油滴大小就越小的结论[15]。

李广平等人通过模型实验研究了破舱船的漏油情形,得出了当破孔位置在水线以下时,破孔直径的增大对溢油总量影响不大,溢油总量随着破孔高度的增加而增加的结论[16]。

PeterA。Chang,III和Cheng-WenLin等人建了280000t油船的1/30比例实验模型和40000t改进型双壳油船全尺度实验模拟,对双壳油船溢油、水流动的水动力特性进行了研究[17]。

2 数值模拟

TetsuoSAGA等人在自诱导式晃动下以矩形水槽对流线谱、漩祸结果进行了有关的研究[18]。通过研究发现,在同样的系统设定参数下测试水槽中有反向漩祸流线谱,首次晃动流线谱和二次晃动流线谱三种不同的流线谱。

J。A。Fay等人通过静水压力平衡推算出泄漏量、泄漏时间及火灾燃烧时间均为破孔位置和直径的有关函数,并且他指出泄漏时间、泄漏量与舱内压力有着一定的关系,但是尚未对破孔高度,直径等影响因素对船舶液货泄漏速度、泄漏量及泄漏时间方面的影响做研究[19]。

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