Oil spill surface fate model through random walk method with drifted particles in voronoi diagram
Petrol sızıntısının yüzeydeki akıbetinin rastgele yürüyüş methodu aracılığıyla parçacıkların taşınmasıyla beraber voronoi diyagramı içinde modeli
- Tez No: 665548
- Danışmanlar: DR. ÖĞR. ÜYESİ İSMAİL DURGUT
- Tez Türü: Yüksek Lisans
- Konular: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği, Petroleum and Natural Gas Engineering
- Anahtar Kelimeler: Belirtilmemiş.
- Yıl: 2021
- Dil: İngilizce
- Üniversite: Orta Doğu Teknik Üniversitesi
- Enstitü: Fen Bilimleri Enstitüsü
- Ana Bilim Dalı: Petrol ve Doğal Gaz Mühendisliği Ana Bilim Dalı
- Bilim Dalı: Belirtilmemiş.
- Sayfa Sayısı: 129
Özet
Petrol sızıntısı deniz yüzeyinde yayılımıyla, denizin içine dağılmasıyla ve havaya karışmasıyla tahribat riskini sürekli arttıran deniz ortamına zararlı bir olaydır. Onun potansiyel tehditleri petrolün gidebileceği yerleri belirlemekle engellenebilir. Bu yüzden de petrol kirliliğinin denizde ulaşacağı boyutları mümkün olduğunca doğru bilebilmek hangi temizleme tekniğinin kullanacağına karar vermede (bunlar sıyırıcı, muhafaza bomu veya dispersan kullanımı olabilir) ve onun etkili şekilde uygulanmasında yardımcı olacaktır. Petrolün akıbetinin ve taşınmasının ardındaki mekanizmaların doğru şekilde aktarılmasıyla beraber iyi tanımlanmış modeller bunu büyük bir oranda sağlayacaktır. Bizim de bu çalışmadaki temel motivasyonumuz, yüzeydeki petrolün süreçlerine dikkatle yaklaşmak ve onların denklemlerinden anlık ve sürekli sızıntıyla devam eden petroller için numerik bir şekilde yüksek oranda yakın sonuçlar elde etmektir. Bu doğrultuda petrol yüzey yayılımı için numerik bir çözüm, önceden hazırlanmış olan ve bu çalışmada da güncellenen bir algoritma tarafından temin edilir. Bu çözüm bir sürü senaryoda analitik bir çözümle, bir tane deneyle ve sonlu elemanlar yöntemini uygulanan bir numerik çözümle kıyaslanır. Algoritmadaki numerik yaklaşım, petrolün difüzyona benzeyen su yüzeyinde yayılımı için Nihoul'un denklemini, parçacıkları nüfuz ettirici uzunluk ile hareket ettiren bir Gauss rastgele yürüyüş yöntemiyle beraber kullanır. Bu yüzey petrol kirliliği de Voronoi diyagramı tarafından gösterilir. Ayrıca petrolün yüzeydeki sürüklenmesi de parçacıkları rüzgar hızının %3ü bir hızla sürüklendirmesiyle olur. Bu çalışmada algoritmanın esnekliği, petrol kirliliği parametreleri aracılığıyla kontrol edilir. Aynı zamanda kirliliğin yüzeydeki şekli, dağılımı ve yayılma rejimlerinin katkıları üzerine detaylı analizler algoritma aracılığıyla önceden hazırlanmış durumların denenmesiyle yapılır. Son olarak algoritma petrolün geçtiği önemli süreçleri barındıran ve onlara temizleme tekniklerini öneren bir yazılımla beraber değerlendirilir. Bu çalışmanın içeriği gelecekte algoritmanın petrolün denizin içine yayılımının, buharlaşmasının ve diğer olayların dahil edilmesiyle 3-D'ye genişletilmesiyle geliştirilecek.
Özet (Çeviri)
Oil spilling is a hazardous case to the marine environment by increasing the risk of the destruction continually by flowing on the sea, expanding into sea and mixing into the air. Its potential threats can be prevented after the determination of its pathway. So, knowing the extent of oil contaminated sea as accurately as possible helps to decide the clean-up techniques like using skimmer, boom or dispersants and efficiently perform one of them. A well-defined models with the true reflection of the mechanisms behind the oil fate and transport can supply the oil extent to a great degree. Our main motivation in the study is to approach the oil surface processes with care and to numerically obtain the result from their equations in a good precision for instantaneously and constinuously spilled oils. So, a numerical solution for oil spreading is provided by an algorithm already written and updated in this study. It is compared for many scenarios with an analytical solution, an experiment and another numerical solution applying finite element method. The numerical approach in the algorithm uses Nihoul's equation with the Gaussian random walk technique stepping the particles with a diffusive length for the spreading treated like diffusion. The oil surface contamination is demonstrated by Voronoi diagram. Also, the particles are drifted with a velocity of 3% wind speed for the advection in the algorithm. The flexibility of the algorithm are checked through the slick parameters in this study. Besides, detailed analyzes on the slick shape, oil distribution on the surface and the contribution of the spreading regimes are carried out through the algorithm tried on the prescribed cases. Finally, the algorithm is evaluated with a software embodying the solution to the main oil spreading processes and proposing the clean-up techniques. This study will be evolved by the addition of dispersion, evaporation and other processes expanding the algorithm to three dimensional model in the future.
Benzer Tezler
- A 2D oil spill model using radial basis function collocation method
Radyal bazlı fonksiyon kollakasyon yöntemi ile iki boyutlu petrol yayılımı modeli
TUNAY ÇARPAR
Yüksek Lisans
İngilizce
2011
Mühendislik BilimleriBoğaziçi Üniversitesiİnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
DOÇ. DR. OSMAN BÖREKÇİ
- Bir oktilfenol polietoksilatın persülfat ile aktive edilmiş sıfır değerlikli demir nanopartikülleri ile ileri oksidasyonu ve toksik etkisindeki değişim
Advanced oxidation of an octylphenol polyethoxylate with persulfate activated zero valent iron nanoparticles and changes in its toxic effect
KÜBRA TEMİZ
Yüksek Lisans
Türkçe
2015
Çevre Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiÇevre Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. İDİL ARSLAN ALATON
- Organik kimyasallar ve ham petrol içeren kirlenmiş deniz suyunun tarımsal biyokütleden hidrofobik ve süper oleofilik karbon fiber aerojel üretilerek temizlenmesi
Cleaning of contaminated sea water containing organic chemicals and crude oil by production of hydrophobic and super oleophic carbon fiber aerogel from agricultural biomass
MERVE AYTEKİN
Yüksek Lisans
Türkçe
2022
Kimya Mühendisliğiİstanbul Teknik ÜniversitesiKimya Mühendisliği Ana Bilim Dalı
PROF. DR. HANZADE AÇMA
- Radar uydu görüntüleri ile deniz yüzeyindeki petrol kirliliğinin tespit edilmesi ve analizi
Detection of oil spill on the sea surface using radar satellite images
BURCU ÖZSOY ÇİÇEK
Yüksek Lisans
Türkçe
2003
Jeodezi ve FotogrametriYıldız Teknik ÜniversitesiJeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Ana Bilim Dalı
YRD. DOÇ. DR. BÜLENT BAYRAM
- Numerical modeling of oil spill over the sea surface
Deniz yüzeyinde petrol yayılımının sayısal olarak modellenmesi
ÇİĞDEM AKAN
Yüksek Lisans
İngilizce
2007
Denizcilikİstanbul Teknik ÜniversitesiDeniz Teknolojisi Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Y.DOÇ.DR. ŞAFAK NUR ERTÜRK