基于稳定风场的埋地天然气管道泄漏数值模拟

针对目前城镇埋地管道天然气泄漏研究模拟工况简单、可信性较低等问题,考虑障碍物对环境风场的影响,利用计算流体力学（CFD）软件建立天然气管道三维泄漏模型,将模拟过程分为环境风场的稳态模拟和管道泄漏扩散的瞬态模拟两步,分析天然气泄漏扩散规律。结果表明:在风场稳态模拟中,建筑物附近风场受干扰明显,上游形成小范围的低速滞留区,下游形成较长的尾迹。在天然气泄漏扩散瞬态模拟中,土壤层天然气受风速影响较小,气体在近地面及贴近建筑物侧积聚,扩散范围随时间逐渐趋于稳定,泄漏扩散达到稳定后表现出土壤层积聚、气云沉降、贴近建筑物积聚、气云扩散局限性的特征。风速主要影响天然气的扩散高度,对水平方向的扩散范围影响较小,风速与天然气扩散高度成反比。     

天然气管道非稳态泄漏扩散的数值模拟

针对长输天然气架空管道泄漏问题,综合考虑风速随海拔变化的边界条件、管道管形及泄漏方向等因素,建立非稳态泄漏模型,对不同管道泄漏压力和不同天然气浓度边界的天然气非稳态泄漏扩散进行了数值模拟。结果表明:在天然气向下泄漏的工况下,天然气气团主要在地面积聚,呈无规则的扩散;天然气管道泄漏压力与气体泄漏扩散速度成正比,与天然气浓度边界达到稳定所需时间成反比:不同泄漏压力下天然气扩散稳定后的扩散距离及泄漏影响面积大致相同;天然气浓度边界越小,达到稳定所需时间越长。     

高压天然气非恒定速率泄漏扩散数值模拟研究*

为保障天然气工业安全生产与运营,以某天然气储配厂为例,采用等效喷嘴和过程模型,利用FLACS软件对罐区高压天然气非恒定速率泄漏扩散进行数值模拟,考察环境风速及泄漏时间对气体泄漏扩散的影响。结果表明:储存压力为1.05 MPa的天然气储罐发生泄漏会产生欠膨胀射流,泄漏初期具有447.44 kJ的高动能,并在近场扩散起主导作用;在气体持续泄漏的200 s内,泄漏质量流量仅发生0.71 kg/s的变化,对泄漏扩散影响不明显,各风速条件下的泄漏会在动能稳定风场和浮力的共同作用下,使可燃气云体积及分布在一定时间内达到动态稳定状态,等效化学计量气云体积不再发生明显变化;质量流量会随着时间的增加变化会越来越明显,进行非恒定速率气体泄漏扩散的模拟,会更有利于现场情况的判断和处置;风速的增大与风向对扩散的影响成正比,与气云趋于动态稳定的时间、可燃气云分布及体积成反比。     

城区天然气管道泄漏数值模拟与爆炸危害分析

在人口密度为三级和四级的城区内,密集的高建筑物对天然气管道泄漏后的扩散和流场形成产生重要影响。本文以某城市的实际情况为例,建立多建筑物的空间几何模型,采用k-ε湍流方程,SIMPLE算法,模拟了在三种不同风流速度、三种不同压力条件下,城区天然气管道泄漏气体在多建筑物地形中的扩散情况。根据模拟结果,依据天然气的爆炸极限,对模拟结果及其火灾爆炸危害的范围进行了对比分析。结果表明,CH4气体的泄漏扩散同时受管道压力、风流速度和周围建筑物的影响;同时受当地风速的影响,泄漏气柱在风流作用下会发生偏折,造成阻挡风流的建筑物内侧危险气体浓度升高,大大增加建筑物周围环境的危险性。研究结果对城区天然气管道的建设具有一定的指导意义。     

高压管道天然气泄漏扩散过程的数值模拟

采用CFD模型的方法对高压管道内的天然气泄漏和扩散过程进行了数值模拟。其结果表明，从高压管道泄出的天然气在大气中主要表现为高速射流的泄漏过程和随后的扩散过程。在泄漏过程中，天然气在泄漏口附近为欠膨胀射流，整个泄漏过程具有一定的高度；在扩散过程中，天然气在浮力作用下以向上扩散的形式发展。研究了不同环境风速对扩散过程的影响，较大的风速可以使天然气向下风方向更远的距离扩散，从而增大了天然气爆炸危险浓度的范围。研究结果可     

山脚地形下天然气管道泄漏扩散的特性分析北大核心CSCD

为了研究山地天然气管道泄漏扩散的影响情况,掌握山地管道泄漏扩散的规律,以西南山地天然气管道沿线高后果区为工程背景,建立山脚地形下管道泄漏扩散模型,采用计算流体动力学(CFD)软件Fluent研究不同泄漏孔径、不同风速对山脚地形下泄漏扩散的影响情况。结果表明:随泄漏孔径增大天然气射流核变粗、变长,射流初始截面和初始速度变大,射流的高度和幅度也变大,泄漏的影响区域变大;随泄漏孔径增加山脚地形下射流中心线的偏转程度变大,山脚处聚集的甲烷质量分数越来越高;在有风条件下,风速作用使甲烷在山脚处产生了聚集,且聚集的甲烷质量分数超过使人窒息的甲烷质量分数10%,随风速增大山脚处甲烷聚集的质量分数先增加后减小,且沿山坡向上扩散的甲烷质量分数先增加后减小。     

城市综合管廊燃气舱室输气管道泄漏扩散规律研究

为了掌握输气管道在城市综合管廊舱室泄漏扩散的基本规律,采用FLUENT软件,针对管廊正常通风—泄漏报警—事故通风—警报解除的全过程进行动态分析。首先在正常通风速度建立的稳态风场中,模拟天然气在不同管输压力下发生小孔泄漏后的报警时间,根据首个响应的报警器的位置判断泄漏源位置。结果表明,当泄漏孔径为20 mm,通风速度为1.92 m/s,且泄漏源处于2个报警器中间时,管输压力为200,400,800 kPa时对应的报警时间分别为10.4,6.7,4.5 s。事故通风速度下,对不同管输压力的天然气扩散进行分析,当天然气朝逆风侧扩散时,随动量逐渐减小而到达不同的边界坐标。同时,环境大气压的降低不仅会缩短报警器的首次报警时间,还能延长总扩散距离。预测所得的天然气爆炸上下限浓度区移动速度有助于动态了解处于爆炸上下限浓度之间气体的实时位置。解除报警时间与进风口风速呈近似线性关系,可为现场救援队伍选择经济通风量提供理论指导。     

基于CFD的城市埋地天然气管道泄漏扩散数值分析

针对城市埋地天然气管道泄漏天然气扩散问题,基于计算流体动力学CFD方法建立城市埋地天然气管道泄漏扩散数值模型,对天然气的主要成分——甲烷在土壤中的扩散行为进行模拟与分析,根据甲烷的爆炸极限观察天然气泄漏扩散危险区域变化,并分析不同孔隙率土壤对天然气扩散的影响。研究结果表明:埋地天然气管道泄漏气体扩散至土壤过程中,气体浓度等值线出现不规则变化,高浓度区等值线近似为椭圆,浓度梯度随时间的增加而减小,爆炸下限位置在天然气泄漏初期迅速变化,10 s后以均匀速度向地表移动;土壤孔隙率对天然气对流扩散影响显著,孔隙率越大,管道泄漏口处高浓度区域越大,中浓度区域越小,低浓度区域越容易扩展到地表,浓度梯度变化趋势相似。     

穿越城市生活区的天然气管道泄漏连锁爆燃后果评估研究*

为评估城市天然气管道泄漏连锁爆燃事故后果,基于计算流体力学(CFD)方法构建穿越城市区域的天然气管道泄漏连锁爆燃后果预测与评估模型,以某城市生活区域为例,在城市生活区域建筑物内风场流动计算的基础上,模拟风场作用下可燃气体在城市建筑物空间内的运移规律,预测可燃气云的积聚区域;考虑意外点火的情况,计算城市生活区域内可燃气云爆燃灾害特征,预测爆燃超压、热辐射和高温的影响。研究结果表明:由于建筑物之间的阻挡与反射作用,建筑物下风向有明显的低风速区域,并在一定时间段后扩散过程趋于稳定;在爆燃火焰作用下,高温和热辐射会造成建筑物部分钢结构发生失效变形。     

含硫天然气泄漏扩散事故后果三维数值模拟

含硫天然气泄漏扩散是一个非常复杂的扩散过程,它受复杂地形空间、不同风向、风速等各种条件的影响。为此,采用可行的计算流体动力学(CFD)对这一过程进行了三维数值模拟,根据龙岗001-81井含硫天然气泄漏扩散事故现场,利用ArcGIS软件提取该井周围2 500 m范围内的地形数据建立计算域物理模型,模拟了在多种工况下(不同地形、风向、风速)含硫天然气的扩散规律,对扩散结果进行规律性总结。     

基于路网脆弱性的紧急情况下交通疏散诱导模型

为提高紧急情况下交通疏散速度,实现对疏散交通流的诱导,需要建立紧急情况下的交通流诱导模型。根据紧急情况下路网特性,提出路网脆弱性指标,并将其引入交通流诱导模型,对常态交通流诱导模型进行改进,得到基于路网脆弱性的紧急情况下交通疏散诱导模型,并用实测数据求解模型参数。分别用常态交通流诱导模型和文中的改进模型进行实例计算,结果表明,经过改进模型诱导之后,高流量和低流量路段相对减少,交通流在路网中的分布更均衡、达到系统最优的效果。对紧急情况下的交通流进行有效诱导,可提高疏散路网利用效率,加快应急交通疏散。     

基于风险的特种设备使用单位分类监管应用研究

为提高特种设备安全监管效率,缓解设备数量增长与监察力量不足之间的矛盾,基于风险管理理论,提出在风险评价的基础上对特种设备使用单位实施分类监管。在前期特种设备使用单位风险评价体系研究的基础上,结合2011年、2012年的试点应用情况,对风险评价体系的具体评价流程、结果及科学合理性进行了研究。结果表明:C类使用单位的数量依然占据近一半的数量,需引起监管部门的高度重视;同时验证了风险评价体系科学合理、可操作性强,能够有效指导全国分类监管工作的开展。     

基于率失真函数的群组层次分析法的研究

层次分析法作为一种常用的安全评价方法,针对其中的两两比较这一环节,由于专家的自身原因,做出的评价与实际情况可能存在一定的误差。该研究借用信息论的理论,将群组层次分析法(GAHP)中的两两比较的实际情况看作信源,将专家看做信道,将得出的判断矩阵看做信息,从而使因为专家的差异而导致的判断矩阵的误差转变为信息在传播过程中的失真;通过分析其失真与信源类型并且计算其中的平均失真度和率失真函数,从而针对基于率失真函数的群组层次分析法的修正进行进一步的研究。最后以某一使用层次分析法的鞭炮厂的评价作为实例,对于率失真函数在判断矩阵的修正中的准确性与可行性进行验证。     

基于机器学习的侵财类案件危害程度分析

为了进一步分析侵财类案件的危害程度,以抢劫、抢夺和盗窃3种典型侵财类案件为例,利用ZS市2008—2014年的犯罪数据与统计年鉴数据,提取“发案时间”“发案地域”“选择时机”“选择处所”“选择对象”“人均地区生产总值”“职工月平均工资”7个特征,建立基于多种机器学习分类算法的侵财类案件危害程度预测模型,并进一步开展预测结果的分析研究。研究结果表明:梯度提升决策树（GBDT）算法性能最优,危害程度预测准确率达到了0.88;在抢劫案和抢夺案中,一般和重大的案件容易发生在繁华地带,特大案件容易发生在其他处所;侵财类案件倾向于在工作日的城区中发生,发生的危害程度大多为一般;提出的侵财类案件危害程度预测模型可为侵财类案件的风险评估及警务资源优化配置工作提供方法支持。     

纳米材料对生物体的毒性研究

运用Einstein第一扩散公式和沉降公式,半定量、定量地说明纳米粒子沉降速度大约是微米粒子的千万分之一,更易悬浮在大气和溶液中,被生物体通过呼吸系统和循环系统所吸收;运用范德华力引起的相互作用势能公式,半定量地说明纳米粒子比微米粒子更容易吸附和团聚,通过大气中粒子转化、水体及土壤中的迁移传播等途径,由食物链富集到生物体内。可见,纳米粒子要比微米粒子的毒性更加严重,更能影响生物体的健康。同时,从纳米材料毒性影响因素对生物体的作用上看,纳米粒子也是严重影响着生物体的健康,给生物体带来极大的危害,并根据纳米材料的毒性研究结果为今后纳米技术的良性发展提出了新的方向。     

基于STEAM的靠港船舶大气污染物排放清单研究

随着我国船舶排放控制区的设立,船舶大气污染物排放成为社会广泛关注的热点。以对城市影响显著的内河靠港船舶为研究对象,采用本土化的船舶交通排放估算模型(STEAM),结合船舶自动识别系统(AIS)中的船舶轨迹信息、船舶档案数据库信息及调研信息,实现基于船舶活动的"自下而上"的排放清单编制。将上述研究成果应用于南京龙潭集装箱港区,得到2014年该港区船舶大气物排放量分别为PM103.452 9 t、PM2.52.762 3 t、NOx196.004 4 t、SOx2.896 6t、CO 20.624 5 t、HC 8.127 8 t以及CO212 554.289 5 t。与整个港区排放相比,靠港船舶是SOx和NOx排放的重要来源,占比分别达到70.76%和58.16%。基于排放特性分析提出靠港船舶减排路径。     

基于循证方法的施工现场安全事故预防体系研究

为提高施工现场安全绩效,构建基于循证方法的施工现场安全事故预防体系。阐明施工现场安全循证预防(EBP)的定义、内涵、核心思想,梳理循证预防解决安全问题的思路,并且提出施工现场安全管理循证预防的流程框架。结果表明:针对施工现场安全事故预防中的不足,循证方法解决问题的思路体现在理论和方法 2个层面;施工现场安全管理循证预防体系分为循证诊断和循证干预2个阶段,具体包括安全检查表、框架表示法、荟萃(Meta)分析等关键步骤。     

网络视域下突发事件对旅游目的地形象的影响过程研究

突发事件直接影响旅游目的地形象,关系到目的地的可持续发展。基于网络视域,从旅游者感知角度,建立突发事件影响目的地形象的过程模型。根据突发事件网络传播的效应——信息爆炸效应和舆论聚合效应,将模型分解为对目的地形象的强化过程和反馈过程。突发事件的网络传播会加速目的地形象感知的过程并深化目的地形象感知的内容,从而强化对目的地形象的感知,反馈过程导致目的地形象的调整。分析表明,网络视域下突发事件对目的地形象的影响更加显著。最后总结网络信息时代目的地遭遇突发事件时维护自身形象的策略。     

基于比较思维的安全经济学研究

为探究比较思维对安全经济学发展影响,以扩展安全经济学的研究领域,基于比较学与安全经济学的基本理论,提出比较安全经济学的定义和内涵,并阐述其研究意义,描述其基础理论和研究层次。基于比较安全经济学的属性,提出研究比较安全经济学的10个角度,总结比较安全经济学的应用领域,构建比较安全经济学“方法—知识—步骤—逻辑”四维结构体系,举例阐述其研究步骤及其安全应用。研究表明:比较安全经济学是安全经济学与比较学交叉融合形成的一门新兴安全科学分支学科,其研究旨在为企业安全资源优化配置提供理论基础。     

有毒重气在倾斜表面扩散的研究

为了研究有毒重气泄漏后在平面和斜面上的扩散情况,根据Kunsch和Webber提出的重气在倾斜表面上的扩散模型,在没有考虑有风的情况下,对氯气气云在倾斜表面上的等温扩散进行了计算,得出了氯气气云扩散时间、扩散范围与浓度的相互关系,评估了氯气扩散的危害程度.对计算结果与平面盒子模型结果比较发现,氯气在不同角度的斜面上和平面上的扩散速度和浓度变化有着显著的差异.得到的氯气在不同倾斜角度坡面的扩散状况查询图,对评估倾斜表面的重气扩散具有一定的意义,并且能够为管理和应急工作提供依据.