【技术实现步骤摘要】
一种海上溢油的三维模拟方法及装置
本专利技术涉及海洋环境科学
，具体而言，涉及一种海上溢油的三维模拟方法及装置。
技术介绍
近年来，海上溢油污染已成为最为严重的海洋污染问题之一。突发性海上溢油事故以其不可预见性、极大的危害性、影响的长期性和处理的困难性成为海洋环境污染防治中首要难题。随着海上石油开采和海洋石油运输业的发展，油井溢流、油气集输管道破裂、井喷等意外事故，以及船舶碰撞、石油装卸污染等突发事件导致的海上溢油愈加频发，不仅造成巨大的经济损失，还严重威胁海洋生态环境和沿岸居民生产生活。一旦发生海上溢油污染事故，不仅造成巨大的经济损失，使生态环境受到破坏，还会严重威胁人民群众生产和生活安全，影响社会稳定。当溢油污染事故突发时，通过对海上溢油状况进行准确模拟和预测，可对灾害救援起到参考作用，以最大限度地减小海洋溢油造成的损失和危害，是海洋与沿海经济可持续发展的必要条件之一。因此，为有效预防和治理溢油污染，促进沿海经济社会和谐发展，进行如何提高海上溢油模拟准确性的研究具有十分重要的意义。专利技术内...
【技术保护点】
1.一种海上溢油的三维模拟方法，其特征在于，包括：/n获取海洋水深地形数据，构建风-浪-流耦合海洋学模型；/n构建2D油膜风化模型，对水面油膜的厚度和组分变化进行模拟；/n构建3D漂移扩散模型，对水下溢油的三维漂移扩散和所述水面油膜的二维漂移扩散进行一体化模拟计算；/n根据所述风-浪-流耦合海洋学模型、所述2D油膜风化模型和所述3D漂移扩散模型进行3D/2D模型的嵌套模拟，实现对海上溢油的三维模拟。/n
【技术特征摘要】
1.一种海上溢油的三维模拟方法，其特征在于，包括：
获取海洋水深地形数据，构建风-浪-流耦合海洋学模型；
构建2D油膜风化模型，对水面油膜的厚度和组分变化进行模拟；
构建3D漂移扩散模型，对水下溢油的三维漂移扩散和所述水面油膜的二维漂移扩散进行一体化模拟计算；
根据所述风-浪-流耦合海洋学模型、所述2D油膜风化模型和所述3D漂移扩散模型进行3D/2D模型的嵌套模拟，实现对海上溢油的三维模拟。
2.根据权利要求1所述的海上溢油的三维模拟方法，其特征在于，所述对水下溢油的三维漂移扩散和所述水面油膜的二维漂移扩散进行一体化模拟计算包括：
将所述3D漂移扩散模型的控制方程分解为质量守恒形式的对流项和扩散项；
分别求解所述对流项和所述扩散项进行所述一体化模拟计算。
3.根据权利要求2所述的海上溢油的三维模拟方法，其特征在于，所述分别求解所述对流项和所述扩散项进行所述一体化模拟计算包括：
根据所述风-浪-流耦合海洋学模型确定油粒子的运动轨迹；
根据所述运动轨迹确定所述油粒子在tn时刻的位置点；
确定所述位置点在tn时刻的溢油浓度；
根据拉格朗日粒子漂移特性确定所述位置点在tn+1时刻的溢油浓度，以求解所述对流项进行所述一体化模拟计算。
4.根据权利要求3所述的海上溢油的三维模拟方法，其特征在于，所述根据所述风-浪-流耦合海洋学模型确定油粒子的运动轨迹包括：
根据所述风-浪-流耦合海洋学模型确定所述油粒子的初始位置和初始欧拉速度；
根据所述初始欧拉速度确定所述油粒子的初始拉格朗日速度；
根据所述初始拉格朗日速度确定所述油粒子在tn时刻的拉格朗日速度；
根据所述油粒子在所述tn时刻的拉格朗日速度确定所述油粒子的运动轨迹。
5.根据权利要求3所述的海上溢油的三维模拟方法，其特征在于，所述确定所述位置点在tn时刻的溢油浓度包括：
根据所述风-浪-流耦合海洋学模型的闭合边界生成欧拉-拉格朗日立体三角网格；
确定tn时刻在所述位置点周围的所述欧拉-拉格朗日立体三角网格的多个网格点处的溢油浓度；
根据多个所述网格点处的溢油浓度进行插值，确定所述位置点在tn时刻的溢油浓度。
6.根据权利要求2所述的海上溢油的三维模拟方法，其特征在于，所述分别求解所述对流项和所述扩散项进行所述一体化模拟计算包括：
根据油粒子在tn时刻和tn+1时刻的位置，确定所述油粒子在预设时间步长内的位移；
对所述位移分别进行一阶求导和二阶求导，以求解所述扩散项确定不同时刻的溢油扩散结果，进行所述一体化模拟计算。
7.根据权利要求1所述的海上溢油的三维模拟方法，其特征在于，所述构建风-浪-流耦合海洋学模型包括：
根据所述海洋水深地形数据...
【专利技术属性】
技术研发人员：牟林，李琰，秦浩，许旺，王力哲，宋涛，
申请(专利权)人：中国地质大学深圳研究院，
类型：发明
国别省市：广东;44
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