Применение модуля лагранжевых частиц программного комплекса FlowVision при моделировании обтекания технических средств локализации и ликвидации разливов нефти

Для исследования взаимодействия нефти с нефтесборными устройствами и боновыми ограждениями уже было обосновано использование численного моделирования на основе программного комплекса FlowVision. При моделировании учитывалось, что FlowVision позволяет рассчитывать для несмешивающихся жидкостей объемную концентрацию в модели «Свободная поверхность». Нефть моделировалась заданием уравнения для переменной «Концентрация».

лагражчаст

 

Как показали исследования, выполненные во ВГАВТ, такой метод моделирования позволяет решать задачи взаимодействия нефти с одиночными устройствами, например, обтекание бонового ограждения. Моделирование взаимодействия нескольких устройств с помощью программного комплекса FlowVision связано с некоторыми особенностями:

  1. Все устройства имеют разные геометрические размеры, поэтому для каждого из них необходима сетка с различным размером ячеек. Рассмотрение большого числа расчетных вариантов показало, что размеры ячеек расчетной сетки могут отличаться на 1-2 порядка. В ряде случаев это приводит к невозможности получить сходящееся решение.
  2. Для адекватного моделирования нефтяной пленки на поверхности воды необходимо уменьшение вертикального размера ячеек из-за растекания нефти и уменьшения толщины пленки соответственно, что приводит к увеличению общего количества расчетных ячеек и времени расчета. Это затрудняет использование имеющихся вычислительных ресурсов.
  3. Для более точного расчета течений вблизи бонового ограждения в сочетании нефтесборного устройства, а также нефтесборных устройств и корпусов судов необходимо значительно увеличить количество расчетных ячеек, что повышает затраты машинного времени.
  4. В моделируемых ситуациях объем жидкости в расчетной области превышает количество нефти в тысячу и более раз, поэтому при растекании пятна изолинии концентрации не позволяют точно определить положение нефтяного пятна при его растекании. 

Для преодоления отмеченных трудностей были предприняты попытки найти другую методику решения обсуждаемых задач.

Авторы статьи: Смирнова М. Л. (ООО "ТЕСИС", Нижний Новгород), Чебан Е. Ю. (ФГОУ ВПО ВГАВТ, Нижний Новгород), скачать PDF - файл, 250 КБ