Αριθμητική προσομοίωση υποθαλάσσιων απελευθερώσεων πετρελαίου στον Πατραϊκό κόλπο
Η οικονομία του πετρελαίου είναι ένα πολύ σημαντικό παρακλάδι της παγκόσμιας οικονομίας, στη βάση της ενεργειακής εξάρτησης σήμερα. Δεδομένου αυτού, γίνεται κατανοητό πως η μελέτη φαινομένων σχετικών με τις διαδικασίες εκμετάλλευσης του πετρελαίου, αλλά και του φυσικού αερίου, κρίνεται απαραίτητη. Τ...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Μορφή: | Thesis |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2020
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | http://hdl.handle.net/10889/12911 |
| id |
nemertes-10889-12911 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Πατραϊκός κόλπος Υδρογονάνθρακες Υποθαλάσσιες απελευθερώσεις Πετρελαιοκηλίδες Μοντελοποίηση προβλήματος Gulf of Patras Hydrocarbons Subsea blowouts Oil spill Problem modeling |
| spellingShingle |
Πατραϊκός κόλπος Υδρογονάνθρακες Υποθαλάσσιες απελευθερώσεις Πετρελαιοκηλίδες Μοντελοποίηση προβλήματος Gulf of Patras Hydrocarbons Subsea blowouts Oil spill Problem modeling Φραντζής, Γεώργιος Αριθμητική προσομοίωση υποθαλάσσιων απελευθερώσεων πετρελαίου στον Πατραϊκό κόλπο |
| description |
Η οικονομία του πετρελαίου είναι ένα πολύ σημαντικό παρακλάδι της παγκόσμιας οικονομίας, στη βάση της ενεργειακής εξάρτησης σήμερα. Δεδομένου αυτού, γίνεται κατανοητό πως η μελέτη φαινομένων σχετικών με τις διαδικασίες εκμετάλλευσης του πετρελαίου, αλλά και του φυσικού αερίου, κρίνεται απαραίτητη. Τέτοια φαινόμενα είναι και οι υποθαλάσσιες απελευθερώσεις υδρογονανθράκων. Κατά το παρελθόν, έχουν συμβεί πολλά ατυχήματα τέτοιας φύσης τα οποία έχουν κοστίσει, τόσο σε ανθρώπινες ζωές, όσο και σε περιβαλλοντικά και οικονομικά ζητήματα.
Για την πρόληψη και την έγκαιρη αντιμετώπιση τέτοιων ζητημάτων θεωρείται αναγκαία η εκ των προτέρων μελέτη τέτοιων φαινομένων, είτε με πειραματικά μέσα είτε με υπολογιστικά. Στα πλαίσια αυτά κινείται η παρούσα εργασία, στην οποία γίνεται ροϊκή μελέτη για απελευθερώσεις πετρελαίου και δευτερευόντως και φυσικού αερίου, εστιάζοντας στην περιοχή του Πατραϊκού Κόλπου, η οποία τα τελευταία χρόνια είναι πεδίο ερευνών για εκμετάλλευση υδρογονανθράκων.
Στην εργασία αυτή, αξιοποιούνται τα γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά της περιοχής προκειμένου να γίνει υπολογιστική ανάλυση του φαινομένου. Πιο συγκεκριμένα, ανακτώνται δεδομένα όπως τα βάθη στα οποία αναμένεται να γίνουν γεωτρήσεις, τα θαλάσσια ρεύματα, η γειτνίαση με περιοχές ενδιαφέροντος. Αυτά, με αξιοποίηση του προγράμματος υπολογιστικής ρευστοδυναμικής (CFD) ANSYS Fluent 16.0 αλλά και της πλατφόρμας WITOIL θα δώσουν μια αξιόπιστη εικόνα για δεδομένα της ροής όπως ο χρόνος ανόδου μιας κηλίδας στην επιφάνεια, η συμπεριφορά των σταγονιδίων υποθαλάσσια, η κατεύθυνση μιας πετρελαιοκηλίδας και οι περιοχές που ενδέχεται να πλήξει αυτή. Για να είναι η μελέτη πιο εμπεριστατωμένη, θα εξεταστούν δύο σενάρια στο Fluent: ένα που θα μελετά τη ροή θεωρώντας ύπαρξη μόνο σταγονιδίων πετρελαίου και ένα που θα μελετά ένα ισοδύναμο μίγμα 50% πετρελαίου και φυσικού αερίου, καθώς και την επίδραση επιφανειοδραστικών ουσιών, οι οποίες χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις διαρροής για να μειώσουν το μέγεθος της κηλίδας.
Εν κατακλείδι, η παρούσα εργασία θα βασίζεται σε συγκεκριμένους άξονες: Αρχικά, γίνεται μια λεπτομερής ανάλυση του φαινομένου, εστιάζοντας στις επιπτώσεις, την ανθρώπινη δράση και την περιοχή ενδιαφέροντος. Έπειτα, γίνεται θεωρητική ανάλυση του προβλήματος, επεξηγώντας όλους τους φυσικούς μηχανισμούς που λαμβάνουν χώρα. Στη συνέχεια γίνεται η επιλογή των κατάλληλων μοντέλων για τη μελέτη του φαινομένου στο ANSYS Fluent 16.0 και στο WITOIL και τέλος δίνονται τα αποτελέσματα, πάνω στα οποία γίνεται ανάλυση και επεξήγηση, εξάγονται συμπεράσματα και προτείνονται κατευθυντήριες οδοί για περαιτέρω έρευνα. |
| author2 |
Μάργαρης, Διονύσιος-Ελευθέριος |
| author_facet |
Μάργαρης, Διονύσιος-Ελευθέριος Φραντζής, Γεώργιος |
| format |
Thesis |
| author |
Φραντζής, Γεώργιος |
| author_sort |
Φραντζής, Γεώργιος |
| title |
Αριθμητική προσομοίωση υποθαλάσσιων απελευθερώσεων πετρελαίου στον Πατραϊκό κόλπο |
| title_short |
Αριθμητική προσομοίωση υποθαλάσσιων απελευθερώσεων πετρελαίου στον Πατραϊκό κόλπο |
| title_full |
Αριθμητική προσομοίωση υποθαλάσσιων απελευθερώσεων πετρελαίου στον Πατραϊκό κόλπο |
| title_fullStr |
Αριθμητική προσομοίωση υποθαλάσσιων απελευθερώσεων πετρελαίου στον Πατραϊκό κόλπο |
| title_full_unstemmed |
Αριθμητική προσομοίωση υποθαλάσσιων απελευθερώσεων πετρελαίου στον Πατραϊκό κόλπο |
| title_sort |
αριθμητική προσομοίωση υποθαλάσσιων απελευθερώσεων πετρελαίου στον πατραϊκό κόλπο |
| publishDate |
2020 |
| url |
http://hdl.handle.net/10889/12911 |
| work_keys_str_mv |
AT phrantzēsgeōrgios arithmētikēprosomoiōsēypothalassiōnapeleutherōseōnpetrelaioustonpatraïkokolpo AT phrantzēsgeōrgios numericalsimulationofsubseablowoutsofpetroleuminthegulfofpatras |
| _version_ |
1771297186929180672 |
| spelling |
nemertes-10889-129112022-09-05T09:40:58Z Αριθμητική προσομοίωση υποθαλάσσιων απελευθερώσεων πετρελαίου στον Πατραϊκό κόλπο Numerical simulation of subsea blowouts of petroleum in the gulf of Patras Φραντζής, Γεώργιος Μάργαρης, Διονύσιος-Ελευθέριος Μάργαρης, Διονύσιος-Ελευθέριος Παπαδόπουλος, Πολύκαρπος Πανίδης, Θρασύβουλος Frantzis, Georgios Πατραϊκός κόλπος Υδρογονάνθρακες Υποθαλάσσιες απελευθερώσεις Πετρελαιοκηλίδες Μοντελοποίηση προβλήματος Gulf of Patras Hydrocarbons Subsea blowouts Oil spill Problem modeling Η οικονομία του πετρελαίου είναι ένα πολύ σημαντικό παρακλάδι της παγκόσμιας οικονομίας, στη βάση της ενεργειακής εξάρτησης σήμερα. Δεδομένου αυτού, γίνεται κατανοητό πως η μελέτη φαινομένων σχετικών με τις διαδικασίες εκμετάλλευσης του πετρελαίου, αλλά και του φυσικού αερίου, κρίνεται απαραίτητη. Τέτοια φαινόμενα είναι και οι υποθαλάσσιες απελευθερώσεις υδρογονανθράκων. Κατά το παρελθόν, έχουν συμβεί πολλά ατυχήματα τέτοιας φύσης τα οποία έχουν κοστίσει, τόσο σε ανθρώπινες ζωές, όσο και σε περιβαλλοντικά και οικονομικά ζητήματα. Για την πρόληψη και την έγκαιρη αντιμετώπιση τέτοιων ζητημάτων θεωρείται αναγκαία η εκ των προτέρων μελέτη τέτοιων φαινομένων, είτε με πειραματικά μέσα είτε με υπολογιστικά. Στα πλαίσια αυτά κινείται η παρούσα εργασία, στην οποία γίνεται ροϊκή μελέτη για απελευθερώσεις πετρελαίου και δευτερευόντως και φυσικού αερίου, εστιάζοντας στην περιοχή του Πατραϊκού Κόλπου, η οποία τα τελευταία χρόνια είναι πεδίο ερευνών για εκμετάλλευση υδρογονανθράκων. Στην εργασία αυτή, αξιοποιούνται τα γεωμορφολογικά χαρακτηριστικά της περιοχής προκειμένου να γίνει υπολογιστική ανάλυση του φαινομένου. Πιο συγκεκριμένα, ανακτώνται δεδομένα όπως τα βάθη στα οποία αναμένεται να γίνουν γεωτρήσεις, τα θαλάσσια ρεύματα, η γειτνίαση με περιοχές ενδιαφέροντος. Αυτά, με αξιοποίηση του προγράμματος υπολογιστικής ρευστοδυναμικής (CFD) ANSYS Fluent 16.0 αλλά και της πλατφόρμας WITOIL θα δώσουν μια αξιόπιστη εικόνα για δεδομένα της ροής όπως ο χρόνος ανόδου μιας κηλίδας στην επιφάνεια, η συμπεριφορά των σταγονιδίων υποθαλάσσια, η κατεύθυνση μιας πετρελαιοκηλίδας και οι περιοχές που ενδέχεται να πλήξει αυτή. Για να είναι η μελέτη πιο εμπεριστατωμένη, θα εξεταστούν δύο σενάρια στο Fluent: ένα που θα μελετά τη ροή θεωρώντας ύπαρξη μόνο σταγονιδίων πετρελαίου και ένα που θα μελετά ένα ισοδύναμο μίγμα 50% πετρελαίου και φυσικού αερίου, καθώς και την επίδραση επιφανειοδραστικών ουσιών, οι οποίες χρησιμοποιούνται σε περιπτώσεις διαρροής για να μειώσουν το μέγεθος της κηλίδας. Εν κατακλείδι, η παρούσα εργασία θα βασίζεται σε συγκεκριμένους άξονες: Αρχικά, γίνεται μια λεπτομερής ανάλυση του φαινομένου, εστιάζοντας στις επιπτώσεις, την ανθρώπινη δράση και την περιοχή ενδιαφέροντος. Έπειτα, γίνεται θεωρητική ανάλυση του προβλήματος, επεξηγώντας όλους τους φυσικούς μηχανισμούς που λαμβάνουν χώρα. Στη συνέχεια γίνεται η επιλογή των κατάλληλων μοντέλων για τη μελέτη του φαινομένου στο ANSYS Fluent 16.0 και στο WITOIL και τέλος δίνονται τα αποτελέσματα, πάνω στα οποία γίνεται ανάλυση και επεξήγηση, εξάγονται συμπεράσματα και προτείνονται κατευθυντήριες οδοί για περαιτέρω έρευνα. The petroleum economy is one of the most important branches of the world economy, in the basis of today’s energy dependence. Given that, it is understood that the study of phenomena relevant to the procedures of the petroleum and the natural gas industry, is considered necessary. Such phenomena are the subsea blowouts of hydrocarbons. In the past, multiple incidents of this nature have occurred, which had great cost, not only of human lives, but also environmentally and financially. For the prevention and the immediate management of such issues, the study of this phenomena in advance is deemed of imperative importance, whether with experimental sources or computational ones. This thesis is focused in this context. Here, the flux of petroleum and, secondly, of natural gas is being studied, focusing on the gulf of Patras, where in the recent years, research is being done to find possible petroleum deposits. In this thesis, the geographical data of the region are being used, in order to complete the computational study of the phenomenon. More specifically, data is being obtained, such as the depth of the sea where the drilling is planned to be done, the sea currents and the neighboring with places of interests. This data, by utilizing the Computational Fluid Dynamics (CFD) program ANSYS Fluent 16.0 and the WITOIL platform, will give a valid picture for flux data like the ascending time of the spill, the behavior of the blowout particles underwater and the regions of interest that are in danger because of the spill. For a more thorough study, there will be two different scenarios being tested in Fluent: one that studies uniquely the effects of a spill that contains petroleum particles and one that contains 50% petroleum and 50% natural gas and is being affected by dispersants, which are used so as to deteriorate the size of a spill, in cases of a blowout. In conclusion, this exact thesis will be based upon specific axis: Firstly, there will be a detailed analysis of the phenomenon, focusing on the effects, the human action and the region of interest. Then, a theoretical analysis of the problem is being held, explaining all the natural mechanisms that take place. Next, there will be the determination of the appropriate models for the study of the phenomenon in ANSYS Fluent 16.0 and WITOIL. At the end, there will be results given, on which there will be some analysis and explanation, conclusions that have been made and subjects of further research are being proposed. 2020-01-14T16:21:44Z 2020-01-14T16:21:44Z 2019-10-16 Thesis http://hdl.handle.net/10889/12911 gr 0 application/pdf |
