مدل سازي عددي انتقال و پخش آلودگي نفتي در دريا

SIMULATION OF NUMERICAL MODEL FOR OIL POLLUTION ON THE SEA

پخش آلاينده هاي نفتي در محيط هاي آبي از معضلات بشر امروزي است. معمولاً، انتقال و پخش لكه نفتي در محيط هاي آبي به دليل فرايند‌هاي شيميايي، فيزيكي و زيست شناسي است كه خود وابسته به خصوصيات نفت، هيدروديناميك، هواشناسي و شرايط زيست محيطي است. اين فرايندها شامل انتقال، پراكندگي، تبخير، و ... مي باشد. زماني كه نفت در سطح آب پخش مي شود، كشيده شده و لايه نفتي را تشكيل مي دهد. پخش و انتقال لايه نفتي به دليل جريان، امواج و اثر باد مي باشد. افزايش تمايل نسبت به مطالعه لكه نفتي و همچنين اهميت روزافزون اين موضوع در زندگي روزمره بشر، باعث توسعه تعداد زيادي از مدل هاي عددي شده است. در اين مقاله يك مدل عددي براي شبيه سازي انتقال و پراكندگي ضخامت لكه نفتي و همچنين پخش و جابجايي مقدار متوسط غلظت نفت در ستون آب و تبخير با ديدگاه اويلري و به صورت يك مدل چند فازي توسعه داده شده است. مدل هيدروديناميك موجود معادلات دو بعدي غير دايمي ناوير استوكس متوسط گيري شده در عمق را حل مي كند. در حل عددي جريان از روش تغيير جهت متناوب ضمني استفاده شده است. گسسته سازي معادلات به روش احجام محدود انجام شده است. به منظور بررسي صحت كارايي مدل عددي، با يك رابطه تجربي مقايسه شده است كه نتايج، تطابق مناسبي را نشان مي دهند.

Nowadays oil spill are one of the most important problem in the humans life. Usually advection and dispersion occur because of chemicals, physicals and biological processes that related by properties of oil and other things. These processes are evaporation, dispersion and so on. When oil spills on the sea, it is extended and made oil slick. Increasing these kinds of events cause developing many kind of oil spill model. In this paper a numerical model for simulating drifting and spreading of oil slick thickness including dissipative processes such as advection and diffusion of averaged oil concentration in the water column and evaporation, with Eulerian approach and multi phase model has been developed. Equations were discrete using finite volume method. Available hydrodynamic model can solve two-dimensional depth-averaged unsteady Navier-Stokes equations. Alternating Direction Implicit method (ADI) is used for numerical solution of flow. In order to verify the accuracy of hydrodynamic, advection and diffusion model of oil slick thickness and oil average concentration, numerical results compared with experimental measurements and analytical model. Comparison shows the model can satisfactory simulate the problem.