基于微积分的LPG和CNG喷射火模型建立和三维数值模拟

由液体和气体泄漏引发的喷射火灾事故屡见不鲜,而现有的喷射火模型却有诸多缺陷。将喷射火形状近似为圆锥,鉴于液体和气体的泄漏速度随压强和温度均有变化、点源离地面会有一定高度、风速对火焰倾角也有影响、圆锥喷射中心线上每个点源对目标的热辐射均不同等实际情况,新建液体和气体扩展半径的计算方法,引入风速对火焰高度和火焰偏角的作用,比较AGA法和Thornton模型,发现AGA法更加符合实际,再利用微积分原理建立三维点源喷射火模型,展示火焰形状对目标的影响,从而得出热辐射的最终危险性。最后以LPG和CNG储罐喷射火事故为例进行对比验证,首次模拟出喷射火的形状,更清晰准确地展示了目标入射热辐射通量随目标点位置的变化和危险范围,可为火焰阵面处的消防安全决策提供参考。     

液化和压缩气体半球形扩散模型集的构建和应用

国内外液化和压缩气体的泄漏爆炸事故屡见不鲜,针对其性质和短时间近地面扩散的特点,总结、修正和扩展了瞬时泄漏下的平均半球形扩散模型。对于连续泄漏,利用数学积分理论建立了静风下的半球形扩散模型。接着对有风时的情况进行建模推导,将风速和气体自身扩散速度进行矢量合成,得到了半椭球形扩散和半椭圆锥与1/4椭球体组合扩散下气体的质量浓度和质量浓度变化趋势。最后用实例验证了该模型的先进性。该模型集能较好地反映液化和压缩气体泄漏后不同泄漏情况、时间、近地面区域和风速下的扩散浓度空间分布及其动态变化过程,为事故后果预估和应急救援决策提供参考。     

Analysis of diffusion-adsorption equivalency of landfill liner systems for organic contaminants

The equivalence between multilayered barriers regarding diffusion and adsorption is analyzed by means of an analytical method. The bottom boundary of the liner system is defined by assuming concentration continuous and flux continuous conditions of the contaminant between the bottom liner layer and the underlying soil. Five different liner systems were compared in terms of solute breakthrough time. The results of the analysis show that breakthrough time of the hydrophobic organic compounds for a 2-meter-thick compacted clay liner (CCL) can be 3-4 orders of magnitude greater than the breakthrough time for a geosynthetic clay liner (GCL) composite liner. The GM/GCL and GM/CCL composite liner systems provide a better diffusion barrier for the hydrophilic organic compounds than that for the hydrophobic compounds due to their different Henry's coefficient. The calculated breakthrough times of the organic contaminants for the Chinese standard liner systems were found to be generally greater than those for the GCL alternatives, for the specific conditions examined. If the distribution coefficient increases to 2.8 for the hydrophobic compounds or 1.0 for the hydrophilic compounds, the thickness of the attenuation layer needed to achieve the same breakthrough time as the standard liner systems can be reduced by a factor of about 1.9-2.4. As far as diffusive and adsorption contaminant transport are concerned, GM or GCL is less effective than CCL.     

上海世博规划区交通干道污染物对流扩散研究

采用计算流体动力学(CFD)技术,对不同来流风速大小、风向条件下的上海世博规划区内四条主要交通干道上的交通污染物对流扩散进行了三维数值仿真。获得了不同工况下交通污染物浓度的空间分布。通过数值仿真结果分析,探明了交通干道上的机动车尾气排放对世博规划区内空气质量的影响(各工况下世博规划区内的CO最大浓度为0.25～0.59mg/m3;东南、东北和南风向下规划区内的NO2最大浓度分别为0.037mg/m3、0.03mg/m3和0.03mg/m3,而北风和西风下规划区建筑群内NO2最大浓度分别为0.068mg/m3和0.12mg/m)3,并揭示出应该重视靠近交通干道的建筑物附近的空气质量改善,特别是要重视靠近卢浦大桥两侧的建筑群周围空气质量改善(卢浦大桥两侧的建筑群周围NO2最大浓度已稍大于《环境空气质量标准》规定的一级标准浓度限值)。     

应急避难场地“就近布置”规划原则探讨

通过对避难行为、避难需求的相关调查,对现有"就近布置"避难场地的规划原则进行了深入分析和研究,对"近"提出了"时间距离近"和"空间距离近"的两重涵义;在此基础上认为不同类型应急避难场地在布局上对"近"的要求应区别对待;该原则可进一步表述为"服务半径基础之上与人口密度、通达路径相对应,就近布置"。     

海上溢油扩散图像处理的非线性方法研究

针对海上溢油应急处理问题,本文主要对溢油的初级行为--扩散进行探讨.提出了采用溢油扩散图像来预测溢油扩散未来发展趋势的3步非线性处理过程,即图像边缘检测、面积计算和面积预测,对这一过程中应采用的方法进行了分析与比较.并以奥里油在静止海水中扩散为范例,在MATLAB环境下,利用非线性方法对扩散图像进行边缘监测,通过对梯度算子阀值的调整来计算完整的油膜覆盖面积,并将其计算结果进行BP神经网络预测.结果表明:采用Roberts边缘算子可以得到很好的边缘检测结果,采用BP神经网络获得的面积预测结果与实验结果吻合程度较好.     

排桩几何参数对其隔振半径的影响试验研究

通过室外试验的方法、从二维角度入手并将排桩参数与瑞利波波长建立联系研究了几何参数变化时隔振半径的变化。结果表明:单排桩可取得整体性的隔振特点,并且隔振效果最佳的区域在桩后较近的距离;桩长增加可使其隔振效果提升且隔振半径随桩长与波长比值的增加而增加,当桩长与波长比值小于0.320时,隔振半径为0;随比值增加到0.820左右,隔振半径增加到约0.680 m。桩间距的增加可使其隔振效果变差,隔振半径随桩间距与波长比值增加而降低,当比值达到0.300~0.430时,隔振半径长度降为0。振源距离增加可使得排桩隔振效果增强,而隔振半径随振源距与波长比值增加而增加,当比值在0.165~0.305的范围内时,隔振半径为0;随比值增加到0.808左右,隔振半径的长度增加到约0.512 m。     

氯气泄漏扩散过程及后果评价的研究现状分析

综述了氯气泄漏扩散过程及后果评价的研究成果。从现场试验、实验室模拟和数学模拟三方面分析了氯气泄漏扩散各研究方法的优势和局限性。强调了氯气泄漏扩散后果评价的必要性。指出:必须针对中国特有的一些重气扩散建立专属知识产权的数学模型;不同层次数学模型的精度皆有待于进一步提高;需加强基于特定数学模型的全过程统一界面模拟程序的开发。     

航空器碳排放扩散模型研究及减碳效果分析

探索、研究有效的机场减碳方法,对我国民用机场的绿色可持续发展、改善机场周边大气环境等具有十分重要的现实意义和长远意义。文章首先分析机场内碳排放源头,研究根据机场内碳排放污染物的特点,结合高斯高价连续点源扩散模式,推导分析航空器在近地面的扩散公式;其次采用不同的下滑角在3°下滑角和4°下滑角下,比较分析碳排放当量值和一氧化碳扩散分布情况并分析整体碳排放量变化趋势,研究监测点或敏感点浓度值等值线分布特点、占标率变化和影响范围等指标,分析浓度值对周边社区居民的影响程度;计算结果表明,增大下滑角可以有效地减少碳排放量。     

小风和静风状态下TSP大气扩散模式的理论推导

以移动烟团积分模式为基础,采用数学模型分析法,从理论上导出了小风和静风状态下的TSP大气扩散模式。该模式描述了重力沉降和地面不完全反射对颗粒物大气扩散过程的影响;与现有的大气扩散模式体系完全相容,可以方便地应用于小风和静风状态下TSP地面浓度的预测计算