海上溢油行为与归宿的数值模拟

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1、论文作者签名：j印毯塾L指导教师签名：z蜘业叁翌殳．论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：委员4：委员5：～㈣浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得逝婆盘堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示谢意。学雠文储虢F夏啦签字吼加蝣弓月节日学位论文版权使用

2、授权书本学位论文作者完全了解滥婆盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝望盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者签名：降退移签字日期：沙I弓年>月7日导师签名删叼园签字日期：刃弓年弓月召日浙江大学硕士学位论文致谢本文是在姚炎明导师的精心指导下完成的，从论文的选题、技术路线的制定以及论文的最终定稿，姚老师都给予了悉心的指导。姚老师严谨的治学态度，深厚的学术造诣以及

3、诲人不倦的美德给我留下了深刻的印象，将使我受益终生。姚老师给我们创造了良好的学>-j环境以及轻松愉快的生活氛围，并给予我学业和生活上莫大的帮助。值此论文完成之际，谨向思师致以诚挚的感谢。衷心感谢海洋系孙志林老师、周大成老师、孙红月老师、邱建立老师、贺治国老师、黄煜老师、黄赛花老师、阮欣婷老师等众位老师在我研究生期间对我学业上的指导和生活上的帮助!感谢李佳师姐、吴松华师兄、朱斌师兄、吴桢师姐、袁金雄师兄、冯沈科师兄、陈琴师姐、胡晨师姐在学>--j生活中无私的指导和帮助；感谢彭辉、彭娉容、刘长殿、康建伟、郭凤霞、王黎等众多同窗好友，认识你们是我

4、一生的幸运；感谢张亚超、杜雅杰、万猛等师弟师妹，感谢你们让我的研究生生活充满欢声笑语，这将是我永远的美好回忆。最后，要感谢我的爸爸、妈妈，是你们的无私奉献和全力支持让我能够顺利完成学业，你们的关心和呵护是我人生不断前进的最大动力，祝愿你们身体健康，幸福快乐!祝愿弟弟学业有成，工作顺利。祝愿亲人事事顺心，永远开心快乐。感谢所有关心和帮助过我的亲朋好友，祝愿你们幸福永远!顾恩慧二零一三年一月于求是园浙江大学硕士学位论文摘要随着对海洋资源环境的不断开发利用，海洋溢油事故的频繁发生严重破坏了海洋生态环境，影响资源、环境、社会的可持续发展，因此对于海

5、洋溢油事故的预测和防治显得尤为重要。建立海洋溢油数值模型，模拟预测在事故发生后溢油的影响过程等，对于制定突发性溢油事故处理应急预案和海洋环境风险评价等具有重要意义。本文在前人理论基础上，基于水动力模型和风场模型，建立二维海上溢油行为与93宿的数学模型，主要研究内容如下：1、概述溢油拓展和风化的基本理论，分析各理论的适用范围等。对于油膜拓展规律的研究，可以确定溢油初期油膜形状、大小等重要要素，而风化过程则决定了溢油最终的93宿，油膜拓展规律和风化过程的研究是溢油模拟的基础。2、在现有理论的基础上，建立模拟溢油行为与归宿的数学模型，包括油膜的拓

6、展、迁移、扩散等动力过程，也包含蒸发和乳化等风化过程以及风化对油膜性质的影响。溢油预测模型分为两阶段：在溢油前期用椭圆拓展理论来模拟油膜形状和大小；随后再用“油粒子”模型来模拟油膜的拓延。在用油粒子模拟油膜扩散时，将粒子的随机走动类似于分子的布朗随机运动，介绍了传统布朗运动和分数布朗运动的理论及其区别，本文也将分数布朗运动模型应用到油膜扩散模拟中，用于描述海上non-fickian紊动扩散现象，并体现了粒子湍动扩散的记忆性与连续性。在溢油风化过程的模拟中，主要考虑了溢油短期内作用明显的蒸发和乳化过程。在模拟蒸发过程中，通过类似于蒙特卡罗随机

7、模拟的方法来表示溢油蒸发造成的溢油量的损失，将油粒子动力模型和风化模型联系起来。3、将建立的溢油预测模型应用到乐清湾北港区溢油风险模拟中，在建立的潮流场和风场基础上，选取大潮涨急时刻下静风、NE风(2．6m／s)、s风(2．8m／s)三种情况作为代表，预测油膜质心漂移路径、油粒子云团分布以及对应的油膜厚度分布，同时模拟溢油的蒸发、乳化等风化过程以及由此引起的油品性质变化。结果表明溢油事故会到达湾内敏感区，一旦发生溢油事故，要及时采取相关措施及时处理。关键词：溢油；数值模拟；分数布朗运动；乐清湾；浙江大学硕士学位论文AbstI-dctAbst

8、ractWiththecontinuousdevelopmentandutilizationofmarineresourcesandenvironment，oilspillsoc