Трехмерная визуализация модели течения многофазной затопленной струи

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.

Ключевые слова

3D-визуализация; Blender; программирование; затопленная струя; разлив нефти.

Литература

1. 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.
2. В Северном море произошел разлив 95 тонн нефти. - URL: https://www.rbc.ru/rbcfreene\ws/57f3140c9a794738a4cd188a (дата обращения: 01.09.2022)
3. Kent, B.R. 3D Scientific Visualization with Blender / B.R. Kent. - Waltham: Morgan and Claypool Publishers, 2015.
4. 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.
5. 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.
6. Гималтдинов, И.К. Модель затопленной струи с учетом двух предельных схем гидратообразования / И.К. Гималтдинов, С.Р. Кильдибаева // Теплофизика и аэромеханика. - 2018. - Т. 25, № 1. - С. 79-88.
7. 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.
8. 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.
9. 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.
10. An Introduction to 3D Graphics and Visualization for the Sciences. - URL: https://www.cv.\nrao.edu/ bkent/blender/ (дата обращения: 01.09.2022)
11. Blender Documentation. - URL: https://docs.blender.org/ (дата обращения: 01.09.2022)