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。     

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。     

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（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（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。     

山地地形重气扩散模拟中湍流模型的选择

针对类似开县井喷的毒气扩散事故,研究山地地形条件下如何合理选择湍流模型对重气扩散进行大范围数值模拟.在初始条件和边界条件相同条件下,采用密切值法对6个BANS模型(RSM、标准k-ε、RNG k-ε、可实现k-ε、标准k-ω和SST k-ω)的计算结果进行多方案选择,同时参考模拟中所消耗的CPU时间,使选用的模型尽可能在"计算精度"和"计算时间"之间取得平衡.结果表明,对山地条件下的大范围毒气扩散事故的模拟,采用标准k-ε模型时可在"计算精度"和"计算时间"之间取得较好平衡.可见,对山地地形条件下大范围重气扩散的数值模拟宜采用标准k-ε模型.     

重气瞬时泄漏扩散的湍流模型验证

重气瞬时泄漏扩散研究对于保障公共安全等具有重要意义,数值模拟已经成为重要的研究手段之一,但湍流模型对重气扩散模拟的影响还需进一步探讨。本文利用CFD软件对英国健康和安全执行局(HSE)开展的氟利昂12场地扩散实验进行了模拟,分析了在相同边界和初始条件设置下2种不同进口湍流条件和3种不同湍流两方程模型Standard k-ε、Realizable k-ε、RNG k-ε对扩散介质浓度分布的影响,结果表明湍流初始边界对于模拟结果影响不大,而采用Realizablek-ε模型的模拟结果与实际情况更接近。     

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     

受限空间内湍流模型对气体扩散仿真结果的影响

针对受限空间内气体扩散问题,为研究不同湍流模型对气体扩散仿真结果的影响 ,选取FLUENT软件中工程应用较为广泛的湍流模型为研究对象,以相关气体扩散实验为 参考,构建数值仿真模型,在初始和边界条件相同的情况下采用不同的湍流模型对实验 过程进行数值模拟。在对模拟结果定量化分析方面,采用了Hanna等人提出的广泛应用 于重气扩散模型评价的误差分析方法,并结合了chang等人提出的有关模拟效果的统计 误差评判标准,通过计算模拟值与实验值之间的统计误差对比分析了各模型模拟效果。 结果表明,所选的5种Reynolds平均湍流模型模拟结果的统计误差指标均符合有效性评 判标准,模拟值总体上要高于实验值,并且Realizable k-ε模型的模拟效果要优于其 他模型。湍流模型的选用会对受限空间内气体扩散仿真结果产生影响,选择合适的湍流 模型有助于提高数值仿真的精度。     

工业危险物质(重气)扩散数学模型研究综述

有毒、易燃易爆工业危险物质的泄漏扩散已成为公共安全领域的热点问题之一,本文综述了该领域国内外已有的重气扩散的数学模型,从简单的经验模型到中等复杂度的工程应用模型和高度复杂的研究型三维模型,分析了这些模型的优缺点和应用现状,指出了三维数学模型模拟精度的提高和计算瓶颈的解决等是数学模型应用的进一步发展趋势,并提出了若干扩散数学模型研究急需开展的方向:针对井喷等特定重气扩散情形的自有知识产权数学模型开发、统一界面的全过程模拟软件研制以及加强重气扩散数学模型与GIS、GPS的融合等.     

复杂地形条件下重气扩散研究进展

随着经济的迅速发展,复杂地形条件下的重气扩散研究越来越受到重视.实验研究和数值模拟研究是2种比较有效的研究手段.对目前大型现场实验和风洞实验进行描述,同时对开发的数学模型(箱模型、三维传递模型和浅层模型)作了介绍.最后,针对各类模型的基本原理和优缺点进行比较,同时指出了复杂地形条件下重气扩散的研究方向.     

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.     

危险性物质泄漏事故扩散过程模拟分析

研究分析了描述气态危险物质泄漏扩散过程的多种现有模型的特点,选择以高斯烟羽模型和高斯烟团模型为基础,探讨进行模拟分析的有关参数的选取,设计开发了气态危险物质泄漏事故扩散过程模拟分析的软件系统。通过算例计算,模拟分析了泄漏物质的扩散过程及地面浓度分布,计算结果表明了计算机模拟分析的有效性,但高斯模型对重气体或轻气体的模拟存在失真现象,影响了过程模拟的准确度。     

反应性液体紧急泄放面积设计进展

为防止反应失控造成爆炸事故,减少事故损失,在介绍模拟反应失控的实验装置ARC、VSP以及RSST等的基础上,针对不同的紧急泄放类型,如气相系统、蒸气系统和混合系统的紧急泄放研究进展,进行了分析论述,旨在发现解决反应失控紧急泄放问题的更好方法,从而为进一步研究反应失控的紧急泄放问题打下基础.     

航天发射场液体推进剂的泄漏扩散模型研究

为了实现对有毒推进剂泄漏扩散浓度的快速估算,对液体推进剂偏二甲肼在发射场泄漏蒸发扩散的实际情况进行理论分析,建立扩散模型,并从泄漏源、沉积效应、地面反射、大气稳定度等方面对扩散模型进行完善;应用数值模拟方法进行仿真,将数值模拟结果与实验数据、理论计算结果进行对比分析。研究结果表明:气体扩散模型与数值模拟及实验结果基本一致,但扩散模型计算结果偏小,这是由于推进剂进行了燃烧和氧化反应,扩散区域温度上升,大气稳定度降低,实际浓度更大。     

危险性物质泄漏事故扩散过程模拟分析

研究分析了描述气态危险物质泄漏扩散过程的多种现有模型的特点,选择以高斯烟羽模型 高斯烟团模型为基础,探讨进行模拟分析的有关参数的选取,设计了开发了气态危险物质泄漏事故扩散过程模拟分析的软件系统,通过算例计算,模拟分析了泄漏物质的扩散过程及地面浓度分布,计算结果表明了计算机模拟分析的有效性,但高斯模型对重气体或轻气体的模拟丰在失真现象,影响了过程模拟的准确度。