Трехмерная визуализация модели течения многофазной затопленной струи
Автор: Кильдибаева Светлана Рустамовна, Харисов Эмиль Ирекович
Рубрика: Программирование
Статья в выпуске: 1 т.16, 2023 года.
Бесплатный доступ
Во время добычи нефтепродуктов из недр морского шельфа есть опасность выброса углеводородов в толщу воды в виде многофазной струи. Особенность течения многофазной затопленной струи определяет скорость загрязнения водоема нефтью и зависит от теплофизических характеристик разлива и окружающей среды, в том числе от характера подводного течения. Проведенное исследование позволило выявить необходимость в визуализации многофазных затопленных струй на основе данных математического моделирования. Статья рассматривает возможности визуализации многофазной затопленной струи в пакете трехмерного моделирования Blender3D, для разработанного расширения подробно описано назначение и функциональные возможности. Визуальное отображение траектории струи интерпретирует в цветовом формате изменения температуры и концентрации. Программа позволяет отобразить многофазную затопленную струю в двух режимах: граничном и по объему. Разработанная программа дает возможность расширить представления о разливе согласно начальным и граничным условиям, что позволит в перспективе уменьшить время его ликвидации. Внедрение свободного и открытого ПО, как показывает практика, расширяет производственные процессы и позволяет реализовывать ранее недоступные проекты, при этом сокращая финансовые затраты.
3d-визуализация, blender, программирование, затопленная струя, разлив нефти
Короткий адрес: https://sciup.org/147240859
IDR: 147240859 | УДК: 004.92 | DOI: 10.14529/mmp230106
Three-dimensional visualization of the multiphase submerged jet flow model
During production of oil products on the deep sea shelf, there is a danger of hydrocarbons being released into the water column in the form of a multiphase jet. The peculiarity of multiphase submerged jet flow determines the rate of water body pollution by oil and depends on the thermal and physical characteristics of the spill and the environment, including the nature of the underwater current. The conducted research has revealed the need for visualization of multiphase submerged jets on the basis of mathematical modeling data. The article considers the possibilities of multiphase submerged jet visualization in the 3D modeling tool Blender3D, the platform for the development of additional functionality, the purpose and functionality of the extension. Visual representation of the jet trajectory interprets temperature and concentration changes in color format. The program allows to display multiphase submerged jet in two modes: boundary and volumetric. The developed program gives an opportunity to expand the representations of the spill according to the initial and boundary conditions, which will reduce the time of its elimination in the long term.
Список литературы Трехмерная визуализация модели течения многофазной затопленной струи
- Лаврова, О.Ю. Катастрофический разлив нефти в Мексиканском заливе в апреле-мае 2010 г. / О.Ю. Лаврова, А.Г. Костяной // Исследование Земли из космоса. - 2010. -№ 6. - С. 67-72.
- В Северном море произошел разлив 95 тонн нефти. - URL: https://www.rbc.ru/rbcfreene ws/57f3140c9a794738a4cd 188a (дата обращения: 01.09.2022)
- Kent, B.R. 3D Scientific Visualization with Blender / B.R. Kent. - Waltham: Morgan and Claypool Publishers, 2015.
- Yapa, P.D. Simulation of Oil Spills from Underwater Accidents I: Model Development / P.D. Yapa, Zheng Li // Journal of Hydraulic Research, International Association of Hydraulic Research. - 1997. - № 5. - С. 673-688.
- Haibo Chen. Numerical Study of Underwater Fate of Oil Spilled from Deepwater Blowout / Haibo Chen, Wei An, Yunxiang You и др. // Ocean Engineering. - 2015. - № 110. -С. 227-243.
- Гималтдинов, И.К. Модель затопленной струи с учетом двух предельных схем гидрато-образования / И.К. Гималтдинов, С.Р. Кильдибаева // Теплофизика и аэромеханика. -2018. - Т. 25, № 1. - С. 79-88.
- Кильдибаева, С.Р. Математическая модель затопленной струи с учетом влияния 3D течения окружающей воды / С.Р. Кильдибаева, И.К. Гималтдинов // Вестник ЮУрГУ. Серия: Математическое моделирование и программирования. - 2019. - Т. 12, № 1. -С. 137-143.
- Kildibaeva, S.R. Evolution of Oil and Gas Jet Flowing Through Rupture of Main Oil Pipeline (Gas Pipeline) Located on Bottom of Water Reservoir / S.R. Kildibaeva, I.K. Gimaltdinov // Bulletin of the Tomsk Polytechnic University, Geo Assets Engineering. - 2020. -№ 331 (5). - С. 193-200.
- Socolofsky, S.A. Multi-Phase Plumes in Uniform and Stratified Crossflow / S.A. Socolofsky, E.E. Adams // Journal of Hydraulic Engineering. - 2002. - № 40. - С. 661-672.
- An Introduction to 3D Graphics and Visualization for the Sciences. - URL: https://www.cv. nrao.edu/ bkent/blender/ (дата обращения: 01.09.2022)
- Blender Documentation. - URL: https://docs.blender.org/ (дата обращения: 01.09.2022)
