浅水输运中海面及次表层原油的质量交换动力学

我们建立了一个海面及次表层原油之间质量交换的模型。这是建模原油泄漏的一个特别重要的方面。海面原油和次表层原油具有不同的化学和输运特性,将它们混为一谈会损害模型的准确性。在没有观测或计算约束的情况下,仅凭海面和/或次表层原油的部分现场观测,无法定量预测原油泄漏。捕捉质量交换的主要挑战在于主要机制发生在微观尺度。这是开发能够回答环境问题所要求的大时空尺度上原油命运的实用原油泄漏模型的严重障碍。我们利用上尺度化提出了一个环境尺度模型,该模型包含了由油滴动力学、浮力效应以及海面和次表层力学引起的海面和次表层原油之间的质量交换。虽然此处详述的质量交换机制普遍适用于原油输运模型,但它针对的是特定原油泄漏模型 [1] 的建模需求。该输运模型旨在捕捉极大时空尺度上的原油泄漏。它通过专门针对浅水环境来实现这一目标,在浅水环境中深度平均是流场的一个完全良好的近似,同时保持整个海洋区域内原油的质量守恒。