Skip to main content
SUPERVISOR
Ahmad-Reza Azimian,Mohammad saeed Saeedi
احمدرضا عظیمیان (استاد راهنما) محمدسعید سعیدی (استاد مشاور)
 
STUDENT
Seyed Mohammadali Badri
سیدمحمدعلی بدری

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی مکانیک
DEGREE
Doctor of Philosophy (PhD)
YEAR
1383
Over the past three decades simplified empirical formulae contributed greatly in a rapid evaluation of the pollutant dynamics spreading and drifting.Numerical models are widely used as an important component of contingency planning and coastal management. One of the important applications of using such models is to provide cost-effective and reasonable estimates of oil surface drift and predict traort and fate of the oil slicks . Therefore, this model as a 3 dimensional model is suggested for consideration in the Persian Gulf .Here, a 3D model is developed to generate the dynamical field for the Persian Gulf .This is in fact, a new hydrodynamic approach of tidal currents in the Persian Gulf due to tidal fluctuations.So, the hydrodynamic equations consist of shallow water equations of continuity and momentum are considered and simplified. By means of the Kelvin wave theory, it has been justified that this new hydrodynamic calibration approach presents about 15 persent better results in short-term compared with an alternative hydrodynamic model in the Persian Gulf .In the present study, by using MIKE-HD as an alternative hydrodynamic model, the surface elevations and water currents at different depths were obtained to determine the velocity field and the advection properties of oil slick has been determined by MIKE-SA.It has been revealed that this new improvement as an estimation of the flow pattern, is a promotion not only towards simplicity, but also presents a speed up procedure for short-term oil spill simulations.This prediction by taking into account the wind and tidal stream effects, affects more than 60% increasing of oil surface area, applying in determining of oil slick surface area and thickness and oil trajectory may lead to oil recovery scenario. Comparison of the actual and simulated oil spill drift was found acceptable allowing in providing oil spill hazard contour maps in the northern part of the Persian Gulf in the Iranian waters. In a typical case study, about 25 % of oil is evaporated and 19% is emulsified, while about 20% is dispersed in the water column. Therefore, after 1.5 days, only about 36% of released oil is remained in the water surface.Therefore, the main outcome of this thesis would be a simple estimation for the flow pattern by using Kelvin wave theory for a short-term oil spill. Also, capability of using a wind field, facilitates the possibility of applying a simple and speedy method to provide oil spill hazard contour maps.
در طی سه دهه اخیر، روابط تجربی ساده شده برای ارزیابی سریع انتشار دینامیکی آلودگیها ارائه شده است.مدلهای عددی به طور گسترده به عنوان یک مولفه مهم برای جلوگیری از احتمال وقوع حوادث و مدیریت ساحلی می باشند.یکی از مهمترین کاربردهای استفاده از چنین مدلهای هیدرودینامیکی برآورد حرکت سطحی لکه نفت و پیش بینی انتقال و سرنوشت آن می باشد. بنابراین مدل حاضرکه یک مدل سه بعدی است برای چنین منظوری برای خلیج فارس پیشنهاد و تهیه شده است. اگرچه مطالعاتی در زمینه پخش و انتشار لکه های نفتی برای خلیج فارس انجام شده است، ارائه روشهای پر راندمان همواره مورد نیاز بوده است. بنابراین هدف اصلی پژوهش حاضر، تهیه یک مدل سه بعدی برای تولید میدان دینامیکی در خلیج فارس به عنوان ابزاری در تعیین موقعیت لکه نفت رها شده و ارائه مقصد آن در بازه مورد نظر می باشد.معادلات هیدرودینامیکی شامل معادلات بقای جرم و ممنتوم برای آبهای کم عمق مورد توجه قرار گرفته و ساده شده است. استفاده از نظریه امواج کلوین در مقایسه با مدل هیدرودینامیکی دیگری که معرفی شده است در کوتاه مدت به طور متوسط تا میزان 15 درصد نتایج بهتری ارائه داده است. از یک میدان باد با استفاده از داده های میدانی استفاده شده است و یک فایل داده ها شامل میدان باد، توپوگرافی بستر، مولفه های جزر و مدی، نوسانات سطح آب و سرعت سطحی آب در بازه زمانی مورد نظر تهیه شده است. به منظور مقایسه الگوی جریان از بخش هیدرودینامیکی نرم افزار MIKE-HD استفاده شده است. عملکرد این مدل به وسیله داده های اندازه گیری در نقاط مشخص و به منظور کالیبراسیون آن مورد توجه قرار گرفته است. در واقع نتایج مدل ساده که تعیین میدان دینامیکی با استفاده از نظریه کلوین می باشد، داده های اندازه گیری و مدل پر هزینه (MIKE) مقایسه شده اند و انطباق مناسبی مشاهده شده است.در واقع، این پیش بینی با در نظرگرفتن تاثیرات میدان باد و جزر و مد که اثر آن بیش از حدود 60% کل اثرات پیرامونی در افزایش مساحت لکه تخمین زده شده است، می تواند به تهیه یک سناریوی جمع آوری لکه از روی آب منجر گردد. مدل توسعه داده شده به عنوان کاربرد در پیش بینی مسیر لکه و تعیین موقعیت، ضخامت و سطح آن بهره گیری شده است. همچنین در صد نفت تبخیر شده، حل شده و امولسیون شده و نیز میزان نفت باقیمانده بر روی سطح آب بررسی گردیده است. مقایسه انتشار واقعی لکه با توجه به داده های در دست و مقدار محاسبه شده توافق مناسبی نشان داده است. در مطالعه ای موردی در رابطه با یک حادثه نمونه، حدود 25 درصد از نفت ریخته شده تبخیر و 19 درصد آن به ذرات معلق تبدیل یافته است. همچنین حدود 20 درصد به داخل ستون آب نفوذ نموده است به طوری که پس از 5/1 روز تنها حدود 36 درصد نفت بر روی آب باقیمانده است. بنابراین، خروجی اصلی این پژوهش ارائه یک برآورد ساده برای تعیین الگوی جریان با استفاده از نظریه امواج کلوین در بررسی های کوتاه مدت انتشار لکه نفت می باشد.همچنین سهولت و ارائه کاربردی مدلسازی مسیرحرکت نفت به منظوربررسی آثار زیست محیطی و تعیین مسیر لکه برای آماده سازی نقشه های مناطق خطر آفرین در نواحی شمالی خلیج فارس از جنبه ریزش و انتشار نفت براهمیت این پژوهش می افزاید. کلمات کلیدی : مدلسازی عددی، مدل هیدرودینامیکی جدید، مدلسازی انتقال و انتشار نفت، خلیج فارس

ارتقاء امنیت وب با وف بومی