Numerical simulation of oil spills in coastal areas using shallow  water equations in generalised coordinates

Novelli, Guillaume

Descripció:

La contaminación generada por los vertidos accidentales de petróleo puede ser reducida si se actúa y si se toman las decisiones adecuadas a tiempo. Las simulaciones numéricas de vertidos de petróleo permiten predecir la evolución de las manchas de crudo. En este trabajo, el objetivo principal era de mejorar la precisión y el rango de aplicación del código SIMOIL desarrollando e integrando al código un modelo de predicción de corrientes marinas en aguas costeras. Se han derivado las ecuaciones de aguas poco profundas en coordenadas generalizadas. Se han discretizado las ecuaciones y el código se implementó en FORTRAN 90. El modelo así como los métodos numéricos han sido validados con el estudio de flujos experimentales y numéricos de la bibliografía. Finalmente, la nueva versión de SIMOIL se aplicó con éxito a dos casos físicos de vertidos de crudo: • un vertido ficticio desde la monoboya de descarga de Repsol en el puerto de Tarragona • un vertido real, el mas grande ocurrido en el Este del mar Mediterráneo, consecuencia de la guerra en Líbano en julio de 2006. En ambos casos la nueva versión de SIMOIL proporcionó predicciones más precisas, especialmente para vientos moderados y topografías complejas.
The pollution generated by accidental marine oil spills can cause persistent ecological disasters and lead to serious social and economical damages. Numerical simulations are a valuable tool to make proper decisions in emergency situation or to plan response actions beforehand. The main objective of this work was to improve SIMOIL, a computational model developed earlier at URV and capable of predicting the evaporation and spreading of massive oil spills in coastal areas. Specifically, a new coastal current model, based on the resolution of the shallow water equations in generalised coordinates, has been developed and validated and then coupled to SIMOIL. The model was specially designed to describe coastal oceanic flows over topography accounting for Coriolis force, eddy viscosity, seabed friction and to couple with SIMOIL in domain with complex boundaries. The equations have been discretized over generalised domains by means of finite differences of second order accuracy. The code was then implemented in FORTRAN. The code has been validated extensively against numerical and experimental flow studies of the bibliography. Finally, the new complete version of SIMOIL, coupling the shallow water model and the oil slick model, has been applied to the study of two accidental oil spills: • A massive leakage from the Repsol's floating dock in the port of Tarragona • The biggest oil spill ever occurred in the Eastern Mediterranean Sea: the 2006 Lebanon oil spill. In both cases, the new version of SIMOIL, demonstrate more accurate predictions of the behaviour of the oil spill, specially for moderate winds with complex topography.

Tipus:

info:eu-repo/semantics/publishedVersion
info:eu-repo/semantics/doctoralThesis

Coautor:

Departament d'Enginyeria Mecànica
Universitat Rovira i Virgili.

Títol:

Numerical simulation of oil spills in coastal areas using shallow water equations in generalised coordinates

Idioma:

eng

Matèria:

626 - Enginyeria hidràulica en general. Nàutica
621 - Enginyeria mecànica en general. Tecnologia nuclear. Electrotècnia. Maquinària

Format:

application/pdf
168 p.

Autor:

Novelli, Guillaume

Drets:

info:eu-repo/semantics/openAccess
ADVERTIMENT. L'accés als continguts d'aquesta tesi doctoral i la seva utilització ha de respectar els drets de la persona autora. Pot ser utilitzada per a consulta o estudi personal, així com en activitats o materials d'investigació i docència en els termes establerts a l'art. 32 del Text Refós de la Llei de Propietat Intel·lectual (RDL 1/1996). Per altres utilitzacions es requereix l'autorització prèvia i expressa de la persona autora. En qualsevol cas, en la utilització dels seus continguts caldrà indicar de forma clara el nom i cognoms de la persona autora i el títol de la tesi doctoral. No s'autoritza la seva reproducció o altres formes d'explotació efectuades amb finalitats de lucre ni la seva comunicació pública des d'un lloc aliè al repositori institucional de la Universitat Rovira i Virgili. Tampoc s'autoritza la presentació del seu contingut en una finestra o marc aliè a aquest repositori (framing). Aquesta reserva de drets afecta tant als continguts de la tesi com als seus resums i índexs.

Data:

2011-11-24

Editor:

Universitat Rovira i Virgili

Matèria:

626 - Enginyeria hidràulica en general. Nàutica
621 - Enginyeria mecànica en general. Tecnologia nuclear. Electrotècnia. Maquinària

Idioma:

eng

Editor:

Universitat Rovira i Virgili

Font:

TDX (Tesis Doctorals en Xarxa)

Identificador:

http://hdl.handle.net/10803/52834

Format:

application/pdf
168 p.

Paraula Clau:

Vorticity
Open MP
Generalised coordinates
Shallow Water
Oil Spills

Data:	2011-11-24
Departament/Institut:	Departament d'Enginyeria Mecànica Universitat Rovira i Virgili.
Director:	Grau i Vidal, Francesc Xavier Cuesta Romeo, Ildefonso
Autor:	Novelli, Guillaume
Títol:	Numerical simulation of oil spills in coastal areas using shallow water equations in generalised coordinates

Informació