Experimental modeling of oil spill spreading in vessel’s wake current from «ship to ship» mooring
Abstract
According to a statistical data the largest number of oil spill occurs in the oil handling operations. It requires special measures for preventing emergency situations from the small amount of oil spill. In this case it’s necessary to create conditions for predicted oil slick spreading in the predefined place with favorable environment for oil spill response operation. The special equipment with required parameters for these places needs to be predefined too. An experimental study of an effect of oil simulator transfer from «ship to ship mooring» is given. Different parameters of «ship to ship mooring» were observed, exactly: distance between vessels, flow velocities, displacements of vessels relative to each other. Magnitudes of lateral velocities component are defined for different combinations of flow velocities, hull forms, distance between vessels and vessels’ displacement are defined. Analysis of the «ship to ship mooring» flow fields is given. An important role of a vessel’s mutual disposition, which changes the oil slick flow direction, is demonstrated. An increase of distance between vessels increases the velocity in wake current. Besides that a superposition velocity fields and oil simulator transfer showed a good agreement. Preliminary results allow suggest that there is the optimal distance between vessels in «ship to ship mooring». It can change oil spill response technologies for rivers raids at vessel’s oil handling operations. The second study of this investigation will be field experiments on real vessels and numerical simulation.
About the Authors
E. Yu. Cheban
Volga state university of water transport
Russian Federation
Russian Federation
Nizhny Novgorod
I. A. Kapustin
Institute of Applied Physics RAS; Volga state university of water transport
Russian Federation
Russian Federation
Nizhny Novgorod
A. A. Molkov
Institute of Applied Physics RAS; Volga state university of water transport
Russian Federation
Russian Federation
Nizhny Novgorod
M. V. Igonina
Volga state university of water transport
Russian Federation
Russian Federation
Nizhny Novgorod
References
1. Войткунский Я. И. Сопротивление движению судов. Учебник. 2-е изд. доп. и перераб. Л.: Судостроение, 1988. 288 с.
2. Fay J. A. The spread of oil slicks on a calm sea // Oil on the Sea / Ed. By D. P. Hoult. Plenum New York, 1969. P. 53—63.
3. Unni Hajime, Inone Ichiro. Initial behavior of oil slick // Journal Chem. Eng. Jap. 1978. Vol. 11, N. 1. P. 13—18.
4. Коротаев Г. К., Кровотынцев В. А. Интегральная модель динамики нефтяного разлива // Дистанционное зондирование океана. Севастополь: МГИ АНУССР, 1982. С. 108—115.
5. Журбас В. М. Основные особенности распространения нефти в море // Итоги науки и техники. Механика жидкости и газа. М.: ВИНИТИ, 1978. Т. 12. С. 144—159.
6. Phillips W. R. C. On the Spreading Radius of Surface Tension Driven Oil on Deep Water // Applied Scientific Research 57: 67—80. Kluwer Academic Publishers, 1997.
7. Ермаков С. А., Капустин И. А. Экспериментальное исследование расширения турбулентного следа надводного судна // Изв. РАН. Физика атмосферы и океана. 2010. Т. 46, № 4. C. 565—570.
8. Jiankang Wu, Lee T. S., Shu C. Numerical study of wave interaction generated by two ships moving parallely in shallow water // Comput. Methods Appl. Mech. Engrg. 2001. 190. 2099—2110.
9. Ермакова О. С., Ермаков С. А., Мальков Ю. А., Сергеев Д. А., Троицкая Ю. И. Исследование нелинейных течений, возбуждаемых стоячими поверхностными волнами в жидкости: лабораторный эксперимент // Изв. РАН ФАО. 2009. Т. 45, № 6. С. 846—853.
10. Numerical study of the hydrodynamic interaction between ships in viscous and inviscid flow. José Miguel Ahumada Fonfach (PhD thesis).
11. Комаровский Д. П., Липский В. К. Взаимодействие нефтяного пятна на поверхности водотока с боновым заграждением // Природные ресурсы. 2003. № 4. C. 113—116.
12. Lee C. M., Kang K. H., Cho N. S. Trapping of leaked oil with tandem oil fences with Lagrangian analysis of oil droplet motion // Journal of Offshore Mechanics and Arctic Engineering. 1998. V. 120. P. 50—55.
13. Lee C. M., Kang K. H. Investigations on containment-capability and dynamic response of an oil fence in waves // Annual Report of Advanced Fluids Engineering Research Center, AFR-93-F01. 1994. P. 1—42.
14. Clavelle E. J., Rowe R. D. Numerical simulation of oilboom failure by critical accumulation // Proc. 16th Arctic and Marin Oilspill Program Technical seminar, Calgary, June 7—9, 1993. V. 1. P. 409—418.
15. Чебан Е. Ю. Использование программного комплекса «FlowVision» для разработки методики оценки эффективности нефтесборного бонового ограждения // САПР и графика. Москва: Изд. «КомпьютерПресс», 2007. С. 92—96.
16. OHMSETT. URL: http://www.ohmsett.com (Дата обращения: 10.10.2015).
17. Ермаков С. А. Влияние пленок на динамику гравитационно-капиллярных волн: Монография. Нижний Новгород: ИПФ РАН, 2010. 164 с.
18. Ермаков С. А., Капустин И. А., Мольков А. А., Сироткин Е. М., Чебан Е. Ю. Теоретическое и экспериментальное исследование эффекта прохождения нефтепродуктов за боновые заграждения // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12, № 2. С. 127—139.
19. Ермаков С. А., Капустин И. А., Лазарева Т. Н., Шомина О. В. Экспериментальное исследование разрушения поверхностных пленок обрушивающимися гравитационными волнами. предварительные результаты // Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса. 2015. Т. 12, № 1. С. 72—79.
Review
For citations:
Cheban E.Yu., Kapustin I.A., Molkov A.A., Igonina M.V. Experimental modeling of oil spill spreading in vessel’s wake current from «ship to ship» mooring. Fundamental and Applied Hydrophysics. 2016;9(3):57-65. (In Russ.)
Views:
107
Email this article 