利用地理格网计算方法模拟放射性气体扩散

传统放射性气体扩散计算方法多适合理想的地理环境,未充分考虑复杂地理环境的影响。为提高传统方法在复杂地理环境下,放射性气体扩散模拟的真实性与效率,建立利用地理格网模拟放射性气体扩散的方法,描述利用地理格网计算模型进行气体扩散模拟的方法原理与实现流程。最后用此方法模拟某一复杂风场与地形环境下放射性核素的扩散过程。结果表明:利用地理网格进行放射性气体扩散模拟,能够模拟复杂的地理环境中的扩散,能充分考虑复杂风场、地形、气体干沉积与放射性衰变的综合影响,实现放射性气体扩散的快速动态可视化。     

Matlab在危险气体扩散模拟分析中的应用

利用Matlab程序,并选取适当的气体扩散模型,对危险气体的扩散进行模拟和分析,不仅可以快速精确完成复杂的计算和分析, 输出对应数据图形,使得安全工作者直观和便捷地熟悉事故情况,及时作出决策,采取应急方案.通过对危险气体泄漏后的浓度计算和浓度等高线模拟等,迅速地判断事故周边区域的安全状态,等浓度曲线反映出了影响气体扩散浓度与大气稳定度和风速的关系.     

城市地区毒气扩散事故数值模拟

在城市人口密集区域，一旦发生重大危险气体泄露事故，周围居民将处境危险。由于城市特殊的街道街谷影响，用普通的方法难以精确计算出场的时空分布，大涡模拟（Large Eddy Simulation）虽然较为精确，但对计算机计算能力要求较高。针对于此，可以通过一些方法，例如贴体网格分析、卫星遥感技术，局部网格加密技术，改进大涡模型的计算条件，考虑泄漏事故一旦发生时，道路、房屋、气候对于气体扩散的影响，对事故的致灾机理从动力学的角度进行研究。在箅例中，通过分析城市地区庙会时的一起事故．模拟气体扩散浓度的时空分布，得出城市地区各个地区的不同受灾程度。通过算例我们看到，数值模拟能够为进一步安全规划、灾害预防、应急反应提供决策支持．     

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。     

基于ArcGIS Engine设计天然气管道泄漏事故后果评估系统

城市天然气管道是城市不可缺少的基础设施之一,为有效遏制天然气管道事故造成的重大灾害,需加强对应急救援系统的研究。选取高斯模型分析泄漏的天然气的扩散过程,并划分事故后果评估区域。利用ArcGIS Engine平台,设计并建立一个城市天然气管道泄漏事故的应急救援系统。利用该系统可模拟天然气管道泄漏后可能发生的气体扩散、火灾、爆炸等事故后果,通过天然气理化参数、天然气泄漏的初始状态和周围环境的气象条件,以可视化方式直观显示不同等级的事故后果评估缓冲区。     

基于GIS的天然气长输管道应急救援指挥辅助决策系统研发

针对天然气长输管道安全关键技术难题,开展管道偏移机理及安全评定、光纤预警系统及函箱检漏装置、管道泄漏扩散预测技术等方面的研究.基于地理信息系统(GIS)平台,集成上述研究成果和SCADA管道监控系统、抢修车辆GPS定位、IP电话、视频、区域广播、短信等通讯方式,最终形成基于GIS的天然气长输管道应急救援指挥辅助决策系统.     

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。     

基于稳定风场的架空天然气管道泄漏数值模拟

针对架空管道天然气泄漏问题,考虑管道自身对泄漏扩散的影响,利用计算流体力学(CFD)软件建立天然气管道三维泄漏模型,为提高模拟可信性和合理性,先对计算流域风场进行稳态模拟,再对天然气泄漏扩散过程进行瞬态模拟,分析天然气泄漏扩散规律及风速对泄漏扩散的影响。结果表明:在稳态风场模拟中,管道附近风场受管道影响十分明显,管道上下侧面风速极高;在瞬态天然气泄漏扩散模拟中,天然气泄漏初期的扩散受风速影响明显,验证了先进行稳态风场模拟的必要性,泄漏扩散达到稳定状态后出现气云沉降、单侧分布、尾部分叉、风速影响扩散距离的特征;同等风速条件下,较小浓度边界扩散范围大,达到稳定所需时间短,同等浓度边界条件下,风速与扩散影响面积和浓度边界达到稳定所用时间成反比。     

如东经济开发区举行天然气长输管道泄漏事故应急救援演练

11月27日,如东经济开发区举行天然气长输管道泄漏事故应急救援演练活动并取得圆满成功,这是苏中地区举行的首次天然气长输管道安全应急演练活动。     

高含硫天然气站场泄漏扩散数值模拟分析

为研究不同泄漏场景下的硫化氢泄漏扩散特性,采用计算流体力学软件FLACS对站内设备进行了三维建模,并对站内分离器及管道开展了泄漏扩散模拟,通过分析模拟结果得到了不同泄漏速率及时间下硫化氢扩散规律。研究结果对于预测高含硫天然气站场泄漏事故影响范围及开展后续应急工作具有一定的实际意义。     

Fused CFD-interpolation model for real-time prediction of hazardous gas dispersion in emergency rescue

Accidental releases of hazardous gases in chemical industries can pose great threats to public security. The computational fluid dynamics (CFD) model is commonly applied to predict gas dispersion in complex structured areas. It can provide good accuracy but it is too time-consuming to be used in emergency response. To reduce computation time while keep acceptable accuracy, this paper proposes several fused CFD-interpolation models which combine CFD model with different interpolation methods. Spline, linear and nearest interpolation methods are used. A CFD simulations database is created ahead of time which can be quickly recalled for emergency usage and unknown situations can be predicted instantly by interpolation methods instead of time-consuming CFD model. Fused models were applied to a case study involving a hypothetical propane release with varying conditions and validated against CFD model. The validation shows that prediction accuracy of these fusion models is acceptable. Among these models, CFD-Spline interpolation model performs best. It is faster than CFD model by a factor of 75 and is potentially a good method to be applied to real-time prediction.     

CFD simulation study on gas dispersion for risk assessment: A case study of sour gas well blowout

Compared with general blowout, the process of sour gas well blowout is more complex. The exchange of gas state is affected by many factors, and the consequences of the accident are serious. It is difficult to find out the rule of gas dispersion and predict the distribution of toxic gas. Fluent code was used to model the sour gas dispersion in the atmosphere after well blowout. The “12.23” sour gas well blowout, which was happened in Kai County, Chongqing, Sichuan, China, was the research background. The blowout accident model was set up to simulate the real process. Models were built based on real topography. Wind speed and atmospheric stability of the day which the accident happened were set as the operation conditions, and the composition, injection rate, and temperature of the gas at the actual time were set as the boundary conditions of numerical simulation. The analysis of gas dispersion based on simulation results conducted from two aspects, height and dispersion time. A comparison of field data with simulation data demonstrated that CFD technology can be an effective aid to describe the process of sour gas dispersion and can also predict the tendency of gas dispersion and gas distribution. Furthermore, it can provide guidance on design emergency response zone (ERZ).     

基于Arcgis Engine下毒气扩散后事故伤害程度等值线的生成与应用

井喷有毒气体扩散对周围居民的危害很大,造成人员伤亡并给生态环境带来严重的后果。本文详细讨论了基于Arcgis Engine毒气扩散后事故伤害程度等值线的绘制以及在应急救援方面的应用。通过毒气扩散浓度空间分布动态链接程序计算出毒气扩散后浓度分布离散点,再利用Arcgis Engine二次开发接口将离散点转变成可视化程度较高的事故伤害程度等值线。此模拟过程不仅为应急救援以及重大危险源的管理提供了依据,同时可以为井场地区的安全情况作出判断,能够对周边人员疏散策略及安全区域规划的制定提供帮助。     

基于随机森林的突发事件分级模型研究

突发事件的分级是快速响应和有效应对的基础，为了解决目前突发事件分级宽泛、主观性强和动态适应性弱等问题，将多分类器集成引入突发事件的分级过程中，借助随机森林组合分类器，针对突发事件特征，构建突发事件分级的随机森林模型，形成突发事件分级过程，进而对事前的应急预案制定、事中的应急资源配置和应急决策提供有力支撑；最后，以2014-2016年洪涝灾害突发事件为例检验构建的模型和过程。研究结果表明:与支持向量机方法相比，通过检验随机森林组合分类器分类结果准确率达到97.56%，在突发事件分级的应用上是可行的，进而可为突发事件的快速响应和应急决策提供信息支撑和参考依据。     

井喷硫化氢扩散分析

井喷有毒气体扩散对周围居民的危害很大[1],由于井场所位于的山区地形下垫面特殊,气体扩散的过程比较复杂,无法用普通的烟羽模式进行模拟,本文采用大涡模型以及贴体网格技术、卫星遥感技术,对某地区发生泄漏进行研究并进行三维数值模拟,模拟结果显示了气体扩散的时空分布以及对人员的危害,通过模拟结果,可以对井场地区的安全情况作出评价,能够对应急人员疏散策略及安全区域规划的制定提供帮助。     

基于自记忆模型的煤与瓦斯突出电磁辐射预测研究

利用实验测定的电磁辐射信号时间序列,用双向差分原理反导出一个非线性常微分方程;以其为微分动力核,运用动力系统数据机理自记忆模式构造自记忆方程并求出自记忆系数;利用该方程预测未来电磁辐射信号的变化,并与现场测定对比分析,用误差分析和距平分析法验证该模型正确性和预测准确率。实例表明:该自记忆模型预测与实测结果是一致的,相对误差均在6.7852%左右,距平符合率为90%;自记忆方法能有效应用于煤与瓦斯突出电磁辐射动态预测中;该模型与电磁辐射预测方法的有机结合能有效地提高预测准确性,从而为煤与瓦斯突出电磁辐射预测技术提供了一种新的研究途径。     

用伴随方法对毒气泄漏事件进行危害评估

由于自然、人为等因素造成的有毒气体泄漏事件随时威胁着人们的生命安全。对于这类突发事故进行危害评估 ,在应急救援中 ,可以给决策者提供参考 ,使之采取有效措施 ,最大限度地降低事故危害程度 ,减少事故恶果及引起的恐慌。由于毒气泄漏位置事先无法确定 ,如果用常规方法进行逐点评估 ,将面临着巨大的计算量而难以进行。笔者发展了一种伴随方法 ,对风险函数的表达式进行等价变形 ,通过求解伴随方程 ,可以一次求得任意位置的毒气泄漏的风险值 ,大大降低计算量和工作量。此法在化学工厂和仓库设置 ,煤气网铺设和监测点选取 ,城市应急中心设置等多种安全规划中均有重要价值 ,为快速危害评估 ,降低化学事故危害提供了有力的研究工具和实用方法。     

基于无线传感器网络的气体泄漏源快速定位方法研究

为及时发现大气环境中危险化学品泄漏事故,快速准确判断泄漏源位置,实现有效的监测监控,开发出集气体质量浓度信息采集、时间校准、无线收发等功能于一体的集成探测模块。在此基础上,建立基于无线传感器网络(WSN)的气体泄漏实时监测平台,提出实时监测数据和高斯扩散模型相结合的气体泄漏源快速定位方法。通过开展实际场地泄漏试验,实现气体泄漏源的快速定位,并分析试验系统的敏感度。结果表明:气体泄漏扩散受风力影响很大;合理布局探测器,能有效提高泄漏源定位精度,为危险气体泄漏事故的应急决策提供决策参考。     

基于动态规划法与重心法的气田消防中心站选址研究

天然气集输系统一旦发生泄漏,容易引发火灾、爆炸、中毒等重大事故,合理的 消防中心站选址对及时展开事故应急救援行动具有重大的现实意义。针对气田中消防中 心站的最优选址展开研究,提出基于动态规划法与重心法相结合的选址方法。采用动态 规划模型确定气田集输系统应急救援最优路径,采用重心法考虑气田集输系统不同组成 单元的重要性,二者结合最终确定出消防中心站最优选址。通过该方法确定的气田消防 中心站位置既保证了气田集输系统中重点保护对象在事故发生的第一时间内得到救援, 同时兼顾了其他单元的最短应急救援时间,对气田消防中心站的合理设置提供了较有价 值的参考。