基于数值模拟的水面溢油回收装置优化

为减小海面溢油，自主设计吸油单元组装结构，利用数值模拟的方法，研究吸油单元形状对吸油性能的影响，通过对吸油阵列单元速度场、油组分浓度场分析发现：圆形结构吸油单元表面平滑，运动阻力小，与流体接触面积大，有利于增加吸油效率。采用上下间隔三角阵列方式对吸油单元进行排布，研究不同流速下阵列单元横向间距、纵向间距、分布排数以及入口含油浓度对吸油效率的影响，发现吸油单元的横向间距对吸油效率作用显著，而纵向间距和入口含油浓度对吸油效率影响不大，随吸油单元分布排数的增加，吸油效率趋于稳定。在工程应用范围内，保持阵列单元横向间距为1.5 D，运动速度低于1 m/s，阵列单元的吸油效率能达到90％以上。