[发明专利]一种基于Fluent软件的原油储罐泄漏模拟方法

权利要求书

1.一种基于Fluent软件的原油储罐泄漏模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)确定原油储罐及原油的相关参数；

(2)确定需要模拟的泄漏情况，并通过公式(2)计算泄漏速率v₂：

其中，ρ是原油的密度；g是当地重力加速度；Δh是原油界面与泄漏孔界面的高度差；

(3)用workbench中的Designmodeler软件对储罐内外壁间的空腔以及泄漏孔进行空腔模型建立，并采用Meshing软件对该模型进行非结构化网格划分，根据泄漏孔实际尺寸大小，通过修改面网格尺寸来加密泄漏孔处的网格，并输出网格文件；

(4)将网格文件导入Fluent求解器，利用Fluent检查网格文件中网格尺寸扭曲率和角度扭曲率，

若网格尺寸扭曲率和角度扭曲率均大于或等于0.85，则返回步骤(3)；

若网格尺寸扭曲率和角度扭曲率均小于0.85，则设置为瞬态计算，打开重力并设置重力加速度，设置组分、边界条件、求解模型及其求解算法；

(5)设置残差值为N；初始化计算，将原油储罐空腔模型中的原油组分体积分数初始化为0；

(6)设置时间步长和计算步数；

(7)判断是否收敛：若计算残差值趋于稳定或者低于设定的残差值则判定为收敛：

若是，计算完成，利用Fluent进行后处理，得到原油流动的动态过程，以及最终在罐根处的扩散范围；

若否，提升网格质量，调节亚松弛因子，返回步骤(5)。

2.根据权利要求1所述的一种基于Fluent软件的原油储罐泄漏模拟方法，其特征在于，步骤(4)中通过以下方法设置重力加速度、组分、边界条件、求解模型及其求解算法：

重力依据当地重力加速度设置，组分为空气和原油，其中，原油组分设置为液态水，并将液态水的粘度和密度修改为原油的粘度和密度；

边界条件为：

设置泄漏孔为速度入口，该速度入口的泄漏速率v₂由公式(2)而定；设置内外壁为壁面边界条件，空腔模型底部为压力等于0的压力出口；

求解模型为：

①湍流模型，该模型采用SIMPLE算法，各子项分别采用以下离散格式：梯度采用最小二乘单元，压力采用二阶格式，动量、湍流动能、湍流耗散率及各组分采用二阶迎风格式；

②VOF两相流模型，该模型采用瞬态计算，对原油流动过程进行动态还原。