مدل سازی گسترش و پخش آلودگی های نفتی با روش احجام محدود در محیط های آبی
چکیده
محیط زیست دریایی و مناطق ساحلی تحت تأثیر جدی تأسیسات صنعتی مستقر در نزدیکی ساحل و در مجاورت بنادر و نیز تأسیسات دریایی دور از ساحل هستند. علاوه بر این، ترددهای معمول دریایی، ناوگان های تجاری و صنعتی نیز از عوامل تأثیرگذار بر محیط زیست منابع آبی دریایی محسوب می شوند. در این مقاله با توجه به وجود دو مرز آبی بزرگ خلیج فارس و دریای عمان در جنوب و دریای خزر در شمال و نیز با توجه به اتکای جدی کشور به استخراج و صدور نفت به خصوص از طریق ناوگان های دریایی و رشد و توسعه روزافزون صنایع پتروشیمی، چگونگی انتشار، گسترش و پخش لکه های نفتی و آلودگی های زیست محیطی ناشی از آنها مورد مطالعه قرار گرفت. آسیب های جدی زیست محیطی ناشی از صنایع پتروشیمی و نفتی خصوصاً در دوران جنگ خلیج فارس اهمیت توجه ویژه به این موضوع را بیشتر نمایان می کند. حرکت لکه نفتی، گسترش، پخش و آثار کیفی آن در محیط، با توسعه یک مدل عددی میانگین گیری شده در عمق و با استفاده از روش احجام محدود شبیه سازی شد. مدل توسعه داده شده، پارامترهای مؤثر در انتقال و پخش آلودگی های نفتی را در مدل مناسب پیش بینی جریان و انتقال لکه نفتی مورد استفاده قرار می دهد. باتوجه به اینکه در پدیده انتقال و پخش آلودگی نفتی، بخش های انتقال و پخش معادلات ناویر - استوکس نقش بسیار مهمی ایفا می کنند، انتخاب روش مناسب عددی در قسمت انتقال و پخش از اهمیت خاصی برخوردار است. در این مقاله برای جملات انتقال و پخش از الگوریتم با دقت بالا با استفاده از تابع شکل رویه و با فرض تغییرات درجه چهار در دو بعد استفاده شد که در مدل های مشابه دیده نمی شود. همچنین به منظور شبیه سازی پدیده جزر و مد، جبهه تر و خشک نیز در نظر گرفته شد. معادلات حاصل با استفاده از روش ضمنی با جهت متناوب حل شدند که ضمن ارضای دقت مناسب موردنظر، مجهولات با حل یک ماتریس پنج قطری در هر گام زمانی به دست آمدند.