一种基于厚度信息的海上溢油轨迹模拟方法技术

本发明专利技术公开一种基于厚度信息的海上溢油轨迹模拟方法，首先利用遥感图像和海上溢油厚度来获取溢油体积的计算初值，之后利用风化模型来更新溢油体积，随后利用溢油体积和更新公式更新油粒子体积，然后利用水动力模型更新油粒子的坐标信息从而获取溢油轨迹，最后利用离散化的数值计算方法计算溢油浓度和溢油量。本发明专利技术对油膜厚度获取装置和方法没有特殊要求，适用范围广，且考虑了计算机运算时的可实现问题，具有较强的实用价值和广阔的市场前景。

An oil spill trajectory simulation method based on thickness information

【技术实现步骤摘要】
一种基于厚度信息的海上溢油轨迹模拟方法
本专利技术涉及海上溢油事故发生后的溢油漂移轨迹的模拟，特别是涉及一种综合利用海上油膜厚度测量装置获取的油膜厚度信息和油粒子方法来模拟溢油轨迹的方法。
技术介绍
海上溢油事故是最严重的海洋生态污染和生态灾难，其造成的经济损失和污染后果十分巨大。及时高效的溢油污染事故应急处理是减少溢油灾害影响的有效手段。溢油轨迹模拟旨在模拟油膜的不规则形状和漂移轨迹、溢油量，它对溢油事故应急处理方案决策和实施起着不可或缺的重要作用。目前溢油轨迹模拟主要采用油粒子方法，该方法追踪油粒子微团随周围水体平流和湍流扩散运动的过程，可较为精确的描述各种海洋动力因素对溢油扩散的影响。油粒子方法采用迭代计算，计算初值的设定直接决定了后续迭代计算的精度，且初值越接近真值，模拟越准确，误差发散的速率越慢。油粒子方法把溢油面积和溢油厚度作为计算初值。在溢油面积的获取中，普遍采用遥感图像，因为遥感图像是公认的获取溢油面积最佳的方法之一，所以作为计算初值之一的溢油面积具有很高的精度。然而现有油粒子方法对溢油厚度采用经验值估算，与实际溢油的厚本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于厚度信息的海上溢油轨迹模拟方法，其特征在于，包括步骤：/nS101,利用遥感图像来获得薄油膜、厚油膜溢油面积的初值

【技术特征摘要】
1.一种基于厚度信息的海上溢油轨迹模拟方法，其特征在于，包括步骤：
S101,利用遥感图像来获得薄油膜、厚油膜溢油面积的初值和利用海上油膜厚度测量装置来获得薄油膜、厚油膜溢油厚度的初值和计算薄油膜、厚油膜以及总的溢油体积的初始值和VS(t0)；并计算油粒子的体积初值v(nk,t0)，
其中，
式中，N是总的油粒子个数，NS是水面上的油粒子个数；
S102,利用风化模型来更新溢油体积，计算t时刻水面上的溢油体积；
根据用微分方程得到溢油体积变化率计算公式，结合步骤S101中所计算得到的各项初值，计算得到t时刻的水面上的薄油膜体积水面上的厚油膜体积和水面上的溢油总体积VS(t)；
其中，溢油体积变化率的计算公式如下；

式中，是微分符号，TN表示薄油膜，TK表示厚油膜，是水面上的薄油膜体积，是水面上的厚油膜体积,VS是水面上的溢油总体积；
S103,利用溢油体积初值和更新的溢油体积，计算更新油粒子体积；
结合式(13)利用步骤S101得到的油粒子体积初值以及步骤S102中计算得到的t时刻水面上的薄油膜体积水面上的厚油膜体积计算得到t时刻的油粒子体积v(nk,t)，计算t时刻的油粒子体积v(nk,t)的计算：



式中，是非蒸发性油粒子在整个油粒子的百分比，NE是表示受蒸发作用的油粒子个数，

竖线(E)表示蒸发作用；
S104,利用水动力模型更新油粒子的坐标信息；
通过计算水面上以及溶解在水中的油粒子的位置增量，计算得到t时刻油粒子坐标信息，将坐标信息集合运算实现模拟溢油轨迹；
S105,利用离散化的数值计算方法计算溢油浓度，将计算出的溢油浓度与计算得到的t时刻的溢油体积相乘得到溢油量。


2.根据权利要求1所述基于厚度信息的海上溢油轨迹模拟方法，其特征在于，其中，和的计算方式如下：







...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈曦，金文，韩洪洪，王万财，李彦知，郭海楠，韩雅桐，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12