NUMERICAL SIMULATION OF UNSTEADY OIL SPILL FROM A DAMAGED TANK INTO WATER

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

The unsteady problem of oil spill from a damaged tank into water is considered. The mathematical model of the joint motion of three immiscible phases (water, oil and air) includes the continuity equations, Navier-Stokes equation and the equation for determining of the interphase position. The problem is solved by the finite volume method. The oil leakage rate from the tank, the fluid velocity profile in the hole section, and the effect of the hole size on lowering the oil level are determined. Various options for filling the ballast tank are accessed from the point of view of minimizing the negative impact of oil spills on the nature. It is shown that in the event of an accident, the presence of a ballast tank filled with water significantly reduces the volume of oil leakage into water.

About the authors

I. V Morenko

Institute of Mechanics and Engineering, FRC Kazan Scientific Center, Russian Academy of Sciences

Email: i.v.morenko@yandex.ru

References

  1. Штеренлихт Д.В. Гидравлика. Учеб. для вузов. М.: Энергоатомиздат, 1984. 640 с.
  2. Рабинович Е.3. Гидравлика. М.: Недра, 1974. 296 с.
  3. Альтшуль А.Д., Калицун В.И., Майрановский Ф.Г., Пальгунов П.П. Примеры расчетов по гидравлике. Учеб. пособие для вузов. M.: Стройиздат, 1977. 255 с.
  4. Абдульманов К.Э., Никитин Н.В. Развитие возмущений в круглой затопленной струе с двумя модами неустойчивости // Изв. РАН. МЖГ. 2022. № 5. С. 25–40.
  5. Пильгунов В.Н., Ефремова К.Д. Особенности истечения жидкости через отверстия некруглой формы // Наука и Образование. МГТУ им. Н.Э. Баумана. Электрон. журн. 2015. № 02. С. 1–23.
  6. Jeong S.-M., Nam J.-W., Hwang S.-C., Park J.-C., Kim M.-H. Numerical prediction of oil amount leaked from a damaged tank using two-dimensional moving particle simulation method // Ocean Engineering, 2013. V. 69. P. 70–78.
  7. Мешков Е.Е., Мокрецов Р.В., Новикова И.А., Седов С.Ю., Смагин И.Р. О возможности развития неустойчивости поверхности купола всплывающего пузыря // Изв. РАН. МЖГ. 2023. № 3. С. 6–11.
  8. Ильиных А.Ю., Чашечкин Ю.Д. Перенос вещества падающей капли в толщу жидкости в начальной стадии процесса слияния // Изв. РАН. МЖГ. 2023. № 1. С. 54–68.
  9. Monaghan J.J. Smoothed particle hydrodynamics // Rep. Progr. Phys. 2005. V. 68. P. 1703–1759.
  10. Zhao H.K., Chan T., Merriman B., Osher S. A variational level set approach to multiphase motion // J comput phys. 1996. V. 127. P. 179–195.
  11. Hirt C.W., Nichols B.D. Volume of fluid (VOF) method for the dynamics of free boundaries // J Comput Phys. 1981. V. 39. P. 201–225.
  12. Berberovic E., Hinsberg N.P., Jakirlic S., Roisman I.V., Tropea C. Drop impact onto a liquid layer of finite thickness: dynamics of the cavity evolution // Phys. Rev. E 2009. V. 79. 036306. P. 1–15.
  13. Dritselis C., Karapetsas G. Open-source finite volume solvers for multiphase (n-phase) flows involving either Newtonian or non-Newtonian complex fluids // Computers and Fluids 245 (2022) 105590.
  14. Merabtene T., Garoosi F., Mahdi T.F. Numerical modeling of liquid spills from the damaged container and collision of two rising bubbles in partially filled enclosure using modified Volume-Of-Fluid (VOF) method // Engineering Analysis with Boundary Elements. 2023. V. 154. P. 83–121.
  15. Duan G., Chen B., Zhang X., Wang Y. A multiphase MPS solver for modeling multi-fluid interaction with free surface and its application in oil spill // Comput. Methods Appl. Mech. Eng. 2017. V. 320. P. 133–161.
  16. Deshpande S.S., Anumolu L., Trujillo M.F. Evaluating the performance of the two-phase flow solver interfoam // Comput. Sci. Disc. 2012. V. 5. 014016.
  17. Brackbill J.U., Kothe D.B., Zemach C. A continuum method for modeling surface tension // J Comput. Phys. 1992. V. 100. P. 335–354.
  18. Моренко И.В. Численное моделирование обрушения столба жидкости в резервуарах разной формы // Вестник Томского государственного университета. Математика и механика. 2019. № 60. С. 119–131.
  19. Моренко И.В. Численное моделирование имплозионного процесса в цилиндрическом резервуаре // ТВТ. 2019. Т. 57. № 5 С. 755–763.
  20. Моренко И.В. Влияние начальной формы пузырька на динамику всплытия в неподвижной вязкой жидкости // Изв. РАН. МЖГ. 2023. № 3. С. 83–93.
  21. Френкель Н.З. Гидравлика. Учеб. пособ. М.: ГЭИ, 1956. 456 с.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2025 Russian Academy of Sciences

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».