Диффузия вещества с нейтральной плавучестью из подводного трубопровода при воздействии квазистационарных и волновых течений

Abstract

Рассматривается задача моделирования диффузии вещества с нейтральной плавучестью при его утечках из подводных трубопроводов в условиях воздействия волновых и квазистационарных течений. Численное решение двухмерного уравнения диффузии выполнено с использованием пространственного распределения коэффициентов вертикальной диффузии, которые вычислены на основе параметризации турбулентных потоков вблизи трубопровода. Коэффициенты горизонтальной диффузии в расчетной области определены на основе закона "4/3" и приняты постоянными. Исследовано влияние величин коэффициентов вертикальной диффузии на динамику и структуру пятна примеси.

Розглядається задача моделювання дифузiї речовини з нейтральною плавучiстю при її витоках з пiдводних трубопроводiв в умовах впливу хвильових i квазiстацiонарних течiй. Чисельне рiшення двомiрного рiвняння дифузiї виконано з використанням просторового розподiлу коефiцiєнтiв вертикальної дифузiї, що обчислювались на основi параметризацiї турбулентних потокiв поблизу трубопроводу. Коефiцiєнти горизонтальної дифузiї у розрахунковiй областi визначенi на основi закону "4/3" i прийнятi постiйними. Дослiджено вплив величин коефiцiєнтiв вертикальної дифузiї на динамiку та структуру плями домiшки.

The diffusion modeling of a substance with neutral buoyancy is considered in the case of its outflow from underwater pipelines in conditions of the influence of the wave and quasi-stationary currents. The numerical decision of the 2-D diffusion equation is carried out with use of a spatial distribution of the vertical diffusion coefficient, which are calculated on the basis of the parameterization of the turbulent fluxes near the pipeline. The horizontal diffusion coefficients are determined on the basis of the "4/3" law and are accepted constant ones in settlement area. The influence of the values of the vertical diffusion coefficients on dynamics and structure of the impurity spot is investigated.