波浪中油船水下破舱原油泄漏的力学行为研究

摘要

基于粘性流体动力学、多相流模型和自由表面运动处理技术(VOF法),建立波浪中矩形液舱油品泄漏的数值计算模型。首先建立静水中静止液舱的二维油品泄漏数值模型,并将计算结果与实验结果进行比较以验证该方法的有效性;其次,基于ANSYS软件包含的CFD模块FLUENT,通过自定义函数(UDF)程序,采用速度入口造波法,建立具有造波、消波功能的三维数值波浪水池(NWT);最后建立波浪作用下矩形液舱三维原油泄漏数值模型。数值分析波高和波长对泄漏的影响,结果表明:波高越大泄漏速度及泄漏量越大;不同波长作用情况下,垂荡运动越激烈,底部破孔的油舱泄漏速度及泄漏量越大。通过对比迎浪工况下和随浪工况下破孔处的质量流量和舱内剩余油量,发现迎浪工况漏油更多。