重气扩散的数值模拟模型验证

重气泄漏扩散事故是经常发生且危害较大的一种事故形式 ,由于重气的密度大于空气 ,因此重气往往沿地面扩散 ,泄放物质进入人体将引起中毒事故 ,若泄放物质被点燃或引爆将引起大规模的燃烧爆炸事故。本文给出了描述重气扩散过程的数值模拟模型及计算方法 ,并采用本文提出的模型和算法 ,对ThorneyIslandTrial008实验进行了数值模拟 ,模拟结果与实验结果符合较好 ,说明本文提出的模型和算法是适用的。     

重气扩散的数值模拟

易燃易爆有毒物质泄漏事故常形成比空气重的气云 ,国外已开发了大量不同复杂程度的重气扩散模型 ,其中数值模拟已成为快速发展的领域。本文综述了重气扩散的湍流模型 ;还描述了数值模拟的计算方法及其准确性 ;最后分析了目前存在的问题 ,提出了今后的发展方向。     

障碍物地形条件下重气泄漏扩散实验的CFD模拟验证

重气泄漏扩散是一种危害性较大的多发事故,而一旦在人口密集区域发生泄漏事故,周围居民将处境危险。重气泄漏后一般沿地面扩散,而地形条件是影响其扩散行为的重要因素。本文利用计算流体力学方法(CFD)对Thorney Island Trial026实验条件进行了数值模拟,考察障碍物对气体扩散的影响并与实验结果进行对比。结果表明,模拟结果与实验数据的吻合性较好,证明CFD软件能够较准确地模拟障碍物地形条件下的重气扩散过程。     

危险性重气介质在隧道内泄漏扩散数值模拟

采用CFD软件Fluent对隧道内运载危险性重气(氯气)的槽罐车在行驶过程中发生小孔泄漏导致的氯气扩散进行了数值模拟,得到危险性重气质量浓度随时间和空间的变化规律,分析了泄漏源位置改变产生的不同释放方式以及车体不同行驶速度对危险性重气泄漏扩散的影响。研究结果表明,在相同条件下,车子的速度越大,氯气泄漏产生的危害性越小;泄漏孔位于车体后部比顶部更危险,产生危害更大;泄漏后不同时刻隧道内危险距离及造成损失不同,对泄漏危险距离进行了分析和确定,得出了不同条件下的死亡半径和重伤半径。研究结果可为隧道内有害重气介质泄漏扩散引发的事故的预防和控制提供借鉴。     

城市重气扩散模型SLAB-URBAN外场试验模拟验证

研究适用于模拟城市中危险化学品扩散的重气扩散模型SLAB-URBAN.模型中考虑了城市冠层内风的特征,即引入基于城市形态学的风速廓线计算方法.分别采用SLAB-URBAN模型和SLAB模型对2000年盐湖城的重气扩散试验进行模拟,主要验证下风方向不同观测距离的气体最大小时平均浓度与源释放速率的比值.结果表明,SLAB-URBAN模型的模拟结果比SLAB模型更接近观测值.从应急反应和安全角度上来说,SLAB-URBAN模型也符合实际工作的需求.     

危险物质意外泄漏的重气扩散数学模拟（2）

危险物质泄漏事故常常形成比空气重的气云,鉴于重气扩散与中性或浮性气体扩散有着明显的区别,国外已经开发了大量的不同复杂程度的重气扩散模型。本文综述了唯象模型、箱及相似模型、浅层模型和三维传递现象模型的基本原理和模拟方法,以及各类模型的优缺点。     

危险物质意外泄漏的重气扩散数学模拟（1）

危险物质泄漏事故常常形成比空气重的气云,鉴于重气扩散与中性或浮性气体扩散有着明显的区别,国外已经开发了大量的不同复杂程度的重气扩散模型。本文综述唯象模型、箱及相似模型、浅层模型和三维传递现象的基本原理和模拟方法,以及各类模型的优缺点。     

重气连续泄漏扩散的风洞模拟实验与数值模拟结果对比分析

将重气连续泄漏的风洞模拟实验结果与SLAB重气扩散模型的预测结果进行了对比 ,分析了实验结果与模型预测结果的一致性 ,剖析了重气连续扩散的特点 ,特别是风速对重气连续泄漏扩散的影响 ,提出了在风洞模拟实验及扩散模型方面下一步应做的工作     

一种瞬间泄漏重气扩散模型的探讨

在对现有盒子模型进行分析研究的基础上,结合高斯模型,建立了一种新的瞬间泄漏重气扩散模型（BOX GM）。BOX GM模型具有形式简单、容易编程和运算时间短等特点。将BOX GM模型模拟结果与Throney Island Trials系列试验的7组代表不同类型大气环境下的现场试验数据进行了比较,同时与IIT Heavy Gas Model 模型的模拟结果也进行了对比,结果表明,BOX GM模型的模拟精度较高。     

风作用下街区内重气扩散模拟方法研究

为模拟在风作用下重气泄漏在街区内近地扩散,基于细胞自动机-气团模型对其进行了模拟。宏观层面上将气体视为多个气团的集合,利用细胞自动机构建了重气在风作用下的运动模型。气团特征可表示为模型Qi(珗V0i,xi,yi),影响半径D是基于高斯模型确定的,并用以区分浓度梯度扩散Sd和自由扩散Sf,确定了风在街区内的强度分布,并设定边界接触条件。假设了模拟的市内环境,使用该模型在风速u=0.75m/s状态下模拟氨气扩散,并研究了不同时刻风进入街区对扩散的影响。结果表明:该模型能模拟在给定的稳定风场下的重气连续扩散及其特征;能模拟风在不同时刻通过整个街区对扩散的变化影响及其特征,从而为设计逃生路线和灾害控制提供依据。     

危险物质意外泄漏的重气扩散数学模拟（2）

危险物质泄漏事故常常形成比空气重的气云，鉴于重气扩散与中性或浮性气体扩散有着明显的区别，国外已经开发了大量的不同复杂程度的重气扩散模型。本文综述了唯象模型、箱及相似模型、浅层模型和三维传递现象模型的基本原理和模拟方法，以及各类模型的优缺点。     

危险物质意外泄漏的重气扩散数学模拟（1）

危险物质泄漏事故常常形成比空气重的气云，鉴于重气扩散与中性或浮性气体扩散有着明显的区别，国外已经开发了大量的不同复杂程度的重气扩散模型。本文综述唯象模型、箱及相似模型、浅层模型和三维传递现象的基本原理和模拟方法，以及各类模型的优缺点。     

泄漏场内典型房间泄漏孔对室内重气扩散的影响研究

模拟了泄漏场内典型房间的重气扩散过程。对比了不同泄漏孔位置及泄漏孔迎背风条件下房间内重气的扩散情况。数值模拟结果表明,当单一泄漏孔存在且泄漏孔迎风时,泄漏孔在高度方向上的尺寸对有毒有害重气在室内的扩散过程影响最为明显;当单一泄漏孔存在且泄漏孔背风时,房间内重气扩散缓慢,房间内相对安全;当前后墙都存在泄漏孔时,重气的扩散是最为迅速的,对于室内人员来说,这种情况也是最为危险的。     

有害物质泄漏扩散的数值模拟

有害物质泄漏是一种常见事故.利用高斯公式和三维有限元建立有害物质泄漏扩散数学模型,估测有害物质泄漏扩散的危害范围和泄漏物质扩散过程中浓度的大小,相应的数学模型可作为泄漏事故安全保障工作中预防为主的科学依据,从而为可能发生的事故进行预测预警.     

基于CA-气团模型的市内重气扩散模拟与研究

针对市区内的固定地点出现重气泄露,并在街区内近地扩散的事实,构造了基于细胞自动机(Cellular automata)-气团模型,用以进行上述情况模拟.将气体的宏观扩散等效视为多个气团,使用细胞自动机生成气团的运动模型.将气团的特征表示为Qi(→V0i,xi,yi),参考高斯模型确定影响半径D用以区分浓度梯度扩散Sd和自由扩散Sf,并构造了边界接触条件.假设了模拟的市内环境,使用该模型在大气稳定状态下模拟氨气扩散.结果表明:气团的扩散符合实际情况,其在某区域的个数可以代表该区域重气浓度.模拟过程中也表现出了传统模型不具备的扩散特征,这些特征与重气的实际扩散过程更为相近,从而便于逃生和灾害控制.     

危险物质意外泄漏的重气扩散数学模拟(2)

危险物质泄漏事故常常形成比空气重的气云 ,鉴于重气扩散与中性或浮性气体扩散有着明显的区别 ,国外已经开发了大量的不同复杂程度的重气扩散模型。本文综述了唯象模型、箱及相似模型、浅层模型和三维传递现象模型的基本原理和模拟方法 ,以及各类模型的优缺点。     

危险物质意外泄漏的重气扩散数学模拟(1)

危险物质泄漏事故常常形成比空气重的气云 ,鉴于重气扩散与中性或浮性气体扩散有着明显的区别 ,国外已经开发了大量的不同复杂程度的重气扩散模型。本文综述了唯象模型、箱及相似模型、浅层模型和三维传递现象模型的基本原理和模拟方法 ,以及各类模型的优缺点。     

危险物质重气扩散研究综述

在描述重气扩散过程的基础上,分析了重气扩散的影响因素.对国内外已有的典型重气扩散数学模型进行描述,主要包括唯像模型、一维模型、流体力学模型和浅层模型,指出了模型的优缺点和使用范围,同时提出了重气扩散研究中存在的一些未解决的问题.     

有毒重气泄漏安全距离数值方法

以有毒重气硫化氢气体为对象,利用非正常排放扩散模型计算气体泄漏时地表扩散浓度场,对比研究两种极端大气稳定度条件下浓度场分布规律和特征,确定了各自情况下的安全距离。研究结果表明,大气稳定度对H2S扩散后果影响大,F条件下的浓度值相对较大但其扩散范围较小;该模型能定量地描述气体扩散地面浓度分布场,能快捷和科学地预测浓度和源强、风速、大气稳定度以及时间空间等的关系。笔者所用的方法克服了现实情况中安全距离设定单一的弊端,对有毒重气泄漏安全规划等有指导作用。     

重气泄漏扩散实验的计算流体力学(CFD)模拟验证

运用CFD软件Fluent中的标准双方程湍流模型,对重气瞬时和连续泄漏的扩散进行了模拟以预测重气扩散过程中参数的变化,结果表明重气在垂直高度上的浓度随高度增加而减小,对于重气到达一点处的时间而言,瞬时泄漏的预测时间小于实际到达时间,而且浓度减小到零的时间也要先于实际的时间,连续泄漏的情形则相反,模拟过程假设风速和风向不变导致模拟结果没有实际的波动大.通过将模拟的最大摩尔浓度进行误差统计计算表明:Fluent对于连续泄漏源的扩散模拟结果最为准确.CFD模型能准确预测重气扩散过程中气体浓度的变化,可以应用于实际的风险分析和安全评价中.