风浪流影响下的船舶废气排放测度模型研究

船舶速度是船舶废气排放量计算的重要影响因子。为更加准确地测度船舶废气排放量,考虑海洋环境场对船舶速度的影响,分析了风、浪、流影响下的船舶运动,利用获取的实时风、浪、流信息对船舶AIS提供的航速进行修正,在此基础上建立了风、浪、流影响下的船舶废气排放测度模型,并介绍了船舶引擎功率的估算方法,以及排放因子和负荷因子的确定。最后,选取某散货船和客滚船的两个航次,分别采用传统模型和风、浪、流影响下的船舶废气排放计算模型进行计算,以CO2排放量反推油耗,并计算其与实际油耗的误差,结果表明,与传统模型计算结果相比,基于风、浪、流影响下的船舶废气排放测度模型得到的误差均有所减小,分别减小16.90%、18.60%、21.59%、21.94%,验证了模型的有效性。     

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。     

长江江苏段船舶大气污染物排放清单及时空分布特征研究

为了明晰长江江苏段船舶的污染排放特征,支撑长三角船舶排放控制区建设工作,选取4个典型断面,利用船舶自动识别系统数据(AIS)、实地观测调研数据和劳氏船级社(LR)等机构的船舶特征信息,采用船舶交通排放估算模型(STEAM2),建立了2017年长江江苏段4个典型断面的船舶排放清单,分析了各断面船舶污染源排放的空间分布和时间变化规律。结果表明:长江江苏段各断面船舶大气污染物排放均以SO2和NOx为主;排放量高值区为镇江润扬大桥和江阴长江大桥断面;3—4月为船舶排放的高峰期,2月和9月为低谷期;普通货船、集装箱船的污染物排放贡献率最高,超过总污染物排放的90%。     

烟囱高空排放煤气扩散影响因素分析

利用高斯扩散模型,分析大气稳定度、风速等对转炉煤气通过高烟囱排放的扩散规律,确定不同天气参数条件下的CO最大落地浓度和最大落地浓度点,为有效防止煤气污染和安全事故提供了基础。     

基于GIS的有毒气体储罐泄漏扩散及其过程模拟

为动态模拟有毒气体储罐泄漏扩散事故（toxic gas vessel leakage and dispersion,以下简称为TLD）的扩散过程,基于高斯点源瞬时泄漏模型,添加时间因子,将TLD的泄漏过程转换为一系列瞬时点源泄漏的叠加过程,从而获得任意时刻、任意位置的有毒气体浓度分布方程。以某氯气泄漏事故为例,模拟了有毒气体的扩散过程。结果表明,在初始阶段有毒气体储罐泄漏扩散的影响范围是逐步增大的;泄漏持续到一定时间,扩散过程趋于稳定;若假设泄漏条件不变,则此后的扩散过程类似于连续泄漏,影响范围保持不变。经与ALOHA软件的计算结果对比,两者在泄漏5分钟以后的模拟结果基本一致,本文所述模型模拟计算结果可信。     

广东省典型内河港区主要大气污染物排放特征研究

以广东省珠江三角洲地区某内河港区为对象,选取港区内船舶、作业机械、运输车辆的大气污染物排放计算方法,结合保有量、活动水平、燃油品质等基础信息计算了该港区在2013年的大气污染物排放量,并分析了其排放特征.结果表明,在内河港区及周边水域,船舶排放的SO2占比超过80％;其他污染因子方面,船舶排放占比32％～47％,作业机械排放占比36％ ～ 48％,运输车辆排放占比10％ ～32％.在内河港区及其周边水域,船舶及港区作业机械的排放均有突出污染贡献.     

重气扩散研究方法及其比较

易燃易爆及有毒重气的泄漏扩散问题已成为工业安全领域的重要问题之一,论文在文献调研的基础上分析比较了重气扩散研究的几种主要方法: 全尺寸现场实验、缩比现场实验、物理建模以及数学建模.指出: 就现场实验而言,全尺寸现场实验比缩比现场实验用的更广泛; 物理建模中风洞实验比水槽实验更具有实际应用价值; 数学建模是所有方法中最具经济性和可重复性,但其精度和可靠性不如现场实验和物理建模.国内在该领域的研究偏重于数学建模,基础性的现场实验甚至是风洞物理模拟开展的也较少,不利于我国在该领域研究的深入发展.考虑到现场实验的高风险和高代价,认为加强风洞物理建模及其与数学建模的结合将是未来重气扩散研究的主导研究策略.     

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.     

佛山禅城区机动车尾气排放特征及分布

通过对禅城区不同道路类型交通流进行调查分析,运用COPERT模式计算出2008年佛山地区机动车排放因子,分析出禅城区机动车尾气排放的主要来源及主要特征,得到了禅城区机动车尾气排放总量及排放分担率.根据佛山市辖区区间出行车辆较多的特点,采用源强估算总量的方法计算区内机动车污染排放.结果表明,禅城区2008年CO、NOx、VOC、PM的排放量分别为72 356.86 t、7 288.38 t、9 991.68 t和366.80 t.不同车型对不同污染物的排放贡献率差别明显,尤以摩托车的CO、VOC排放贡献较高,分别占机动车排放污染物总量的85%和77%.道路局部污染最严重的道路类型为国道,整体污染最为严重的为主干路.区内机动车劣化严重,占机动车总量37%的国0车的CO、NOx、VOC、PM排放分担率分别占机动车排放总量的68%、45%、58%、63%.不同车型、不同排放标准的排放因子存在较大差别,轻型车的CO、VOC较高而重型车的NOx、PM排放因子较高.     

基于地理加权回归的NO2排放预测模型

为了探究影响NO2排放的交通相关因素,以交通分析小区为基本单位,提取了美国洛杉矶城市的人口特征、道路网络特征、交通状况等数据,采用地理加权回归模型(GWR)分析各交通相关因素对NO2排放的影响,从而建立交通小区NO2排放预测模型。结果表明,交通小区路网密度、交通小区机动车吸引量、通勤时间在30~60 min的工作人数与NO2的排放呈正相关,表明3种影响因素的增加会造成NO2排放的增加;而交通小区在家工作的人数、慢行交通(步行、自行车等绿色出行方式)吸引量与NO2的排放呈负相关,表明适当鼓励在家工作的新型办公方式、鼓励居民出行选择慢行交通,能有效减少交通小区NO2的排放。     

LNG燃料动力船三维建模及爆炸事故模拟

为了进一步推广液化天然气（LNG）燃料动力船舶的应用,利用计算流体动力学（CFD）软件FLACS进行LNG燃料动力船进行三维建模,综合考虑环境方面的因素,对LNG的泄漏扩散进行模拟,在此基础上进行爆炸事故后果模拟。对爆炸事故进行分析,得到特定事故情景下的LNG扩散半径、燃烧区域半径、爆炸对人以及建筑物的危害半径,模拟结果对船舶上的管线以及消防设施的布局有一定的指导作用,并且为进一步研究LNG燃料动力船舶的安全性提供了基础数据。     

氨排放对华北典型地区冬季二次无机盐生成的影响

为研究氨排放对冬季PM_(2.5)中二次无机盐的影响,设置不同排放情景,应用CMAQ模式对华北地区典型城市——保定冬季无机盐进行了模拟研究。结果表明:将氨气在模式中排放置零的情景下,无机盐质量浓度降低了67.08%;氨排放削减与二次无机盐生成呈非线性关系,大气呈"氨限制"状态;氨排放削减能够有效抑制二次无机盐的生成,当削减幅度为50%时无机盐总体降幅达29.89%,其中硝酸盐、铵盐和硫酸盐降幅分别为53.78%、27.87%和5.64%;氨排放对重污染时段二次无机盐的生成贡献较高,当氨削减幅度为50%时无机盐总体降低40.58%;在当前大气环境下,氨排放削减是保定市冬季控制二次无机盐污染的重要途径。     

FDA事故致因模型在海上船舶碰撞事故安全管理中的运用研究

FDA事故致因模型从安全信息视角出发,将海上船舶碰撞事故发生的宏观与微观因素系统地结合在一起,以管理科学和技术科学为依据,构建海上船舶碰撞FDA事故致因模型,从微观到宏观即个体船只、海运企业、海事局3个层面进行安全信息视域下的事故致因分析,通过逻辑推导定位最佳的安全管理方位。研究结果表明:FDA事故致因模型由3条事故子链及1条事故主链构成,能够从微观到宏观完整表达海上船舶碰撞事故发生过程及机理;破坏3条FDA事故子链或FDA事故主链的形成即可有效地预防海上船舶碰撞事故的发生,对促进海上船舶航行安全管理水平的提高具有重要的理论与现实意义。     

改进西原蠕变模型研究及二次开发计算

为了研究黏土在不同应力水平下的蠕变规律,基于软黏土流变模型及已有的黏土蠕变试验结果,分析3种常用的经验蠕变模型对软土蠕变研究适用性,提出幂函数非线性元件,在传统西原模型的基础上引入非线性黏塑性体(NVPB)构成改进的西原模型。研究结果表明：幂函数描述黏土在低应力和高应力条件下所表现的变形特点都有着较高的准确度,改进西原模型能够较好地描述黏土蠕变的非线性问题以及黏土在高应力水平下的加速蠕变变形。利用自定义本构程序开发接口UMAT对该模型进行二次开发并对模型进行验证。改进的西原模型对比经典西原模型能够更好地描述在不同应力水平下软土的的蠕变变形特征。研究结果可为软土地区沉降预测提供理论参考。     

基于贝叶斯网络模型的船舶搁浅事故分析

根据海上交通安全事故统计数据显示,船舶搁浅事故是主要的海上交通安全事故之一。为了研究船舶搁浅事故的发生机理,收集了我国东部海域部分海事局辖区的船舶搁浅事故样本。首先从人为因素、环境因素和船舶因素三方面分析导致船舶搁浅事故的原因,确定网络节点。然后找出每起搁浅事故的事故链,并建立船舶搁浅事故贝叶斯网络模型。再对建立的贝叶斯网络模型进行仿真,选取21起船舶搁浅事故对建立的模型进行验证,确定模型的有效性。最后,利用HUGIN软件找出船舶搁浅事故各影响因素的致因概率,得到导致船舶搁浅事故的致因链。在人为因素方面,瞭望不当和不熟悉航道情况占据的比例最高;在船舶因素方面,舵机设备故障对船舶搁浅事故影响最大;在环境因素方面,风/浪/流对船舶搁浅事故影响最大。     

基于Tripod-Beta模型的船舶火灾事故风险分析

为深入分析船舶火灾事故风险因素及其后果产生的影响,通过分析1991-2017年全球船舶火灾事故调查报告,从人员、管理、船舶设备、货物、环境5个方面对船舶火灾影响因素进行识别研究;采用三脚架事故致因模型(Tripod-Beta model),构建考虑安全栅的船舶火灾事故情景演化模型,识别船舶火灾关键影响因素;并在样本量较少的情况下,采用信息扩散理论计算船舶火灾发生率;最后,利用布尔函数和风险矩阵,对船舶火灾事故风险进行评价研究。结果表明:船员不安全行为和船舶设备表面过热、设备短路是船舶火灾事故的关键风险因素;事故后果链中安全栅遭到破坏时,船舶火灾风险处于不希望发生范围内。该方法能有效评估船舶火灾风险的等级,满足海事管理部门的监管工作需求。     

雾霾时车辆尾气排放对驾驶员能见度的影响

针对北京道路车辆尾气排放对雾霾时驾驶员道路能见度的影响问题,建立了雾霾时车辆尾气排放与驾驶员道路能见度关系模型。该模型以车辆为单元建立车辆尾气排放元胞,考虑了车辆尾气排放后的污染物物理和化学变化,并以车道中的尾气排放位置截面及截面单元、交叉口处的尾气排放位置区间为模型单元。为验证该模型,于2016年10月-2017年2月和2017年10月-2018年2月,在北京地区部分路网检测了驾驶员道路能见度等数据,并统计了各时段驾驶员道路能见度的分布情况。对建立的关系模型进行仿真,结果表明,该关系模型的仿真结果与实际检测数据的误差占比平均值小于4. 98%,验证了该关系模型用于描述北京市道路车辆尾气排放对雾霾时驾驶员道路能见度影响的有效性。