液氢泄漏扩散数值模拟研究

通过ALOHA软件进行了不同风速、环境温度、泄漏量扩散模拟,分析了不同风速、温度、泄漏量条件下的扩散规律。结果表明,泄漏扩散距离随着风速的增大而变小,风速越大,泄漏扩散范围越小;泄漏扩散距离随着环境温度的升高而变大,温度越高,泄漏扩散范围越大;泄漏扩散距离随着泄漏量的增加而变大,泄漏量越大,泄漏扩散范围越大。将液氢蒸发和氢气扩散试验的体积分数数据与ALOHA软件模拟数据进行对比,结果表明:ALOHA软件对氢的体积分数值模拟结果具有良好的精度,在液氢泄漏事故应急中具实用性。     

基于MATLAB技术的LPG储罐重大事故动态模拟评价系统开发与应用

为提高人们对LPG储罐重大事故预测、预防水平和抗灾害能力,根据LPG储罐泄漏、扩散、着火、爆炸等事故的发生和发展,建立一套LPG储罐重大事故动态模拟评价方法,在此基础上进行软件系统的功能、模块和数据设计,应用VC与MATLAB可视化面向对象接口技术实现事故后果模拟评价及特征参数随时间、距离变化过程的可视化。该软件能够脱离MATLAB环境运行,实现了评价结果通过图形直观动态显示,可预测特定位置的破坏情况,评价事故影响范围和危害程度。工程应用表明,该评价系统软件用于LPG储罐重大事故的安全评价是可行的,并可用于其他具有着火和爆炸危险性、毒性的重气或液化气体的生产和贮存企业的安全评价。     

液氨泄露的环境风险评价及风险管理措施

通过对液氨储存和运输过程潜在的风险因素识别,预测液氨泄露对周围环境的影响,选用适当的烟团模型计算不同的大气稳定度、风速和泄漏孔径所造成的液氨泄漏后不同的急性、毒性及影响范围,并提出应采取的风险管理措施。     

火电厂污染物扩散模型研究

本文讨论了影响气体污染物扩散运动的因素。气体污染物的扩散运动受污染物本身的性质、地理条件、大气因素和风速风向影响,其中以风速风向影响为主。对比了4种扩散模型的优缺点后,选择了实时性强,计算速度快,适合应用到电力系统中的高斯扩散模型。     

高层建筑火灾污染物下风向扩散规律研究

利用FDS软件建立模型,设置不同的火灾场景,研究风速对高层建筑火灾污染物下风向扩散的影响规律.实验测定了不同场景中烟气扩散、能见度、温度以及烟气运动速度的变化情况.结果表明,风速小于临界速度(临界速度约为10m/s)时,对下风向建筑的影响较小;风速大于临界速度,随着风速的增大,烟气接近下风向墙面并沿着下风向建筑墙面向下运动,下风向建筑附近能见度降低,温度未见变化.     

液氨泄漏范围影响因素的研究

液氨是一种常见的化工原料,由于具有腐蚀性且易挥发,通常储存于耐压储罐中。以液氨泄漏后几种事故情况中的毒气扩散为研究重点,运用ALOHA软件对立式储罐的泄漏情况进行模拟,对泄漏点的孔径大小和高度这两个因素展开分析,分别改变泄漏点的孔径和高度,结合数据和效果图中泄漏范围变化的趋势,比较泄漏结果。分析结果表明,氨气扩散范围随着泄漏点孔径的增大而增大,在孔径达到一定值后保持不变,并随泄漏点距地面高度的上升而降低。     

高海拔矿井通风供氧模型及数值模拟

为了研究高海拔矿井供氧浓度的分布规律,运用气体扩散流动的高斯烟羽模型,根据高海拔矿井通风的特点和测量计算数据,采mMATLAB软件的三维视图可视化功能,对矿井作：业工作面的供氧浓度分布进行模拟。模拟结果显示,大部分氧气的扩散分布在下风向并呈扇形扩散的一定区域;当巷道风速在1-4m／s之间时,有利于氧气的扩散和有效利用;风向、风速及外界气体稳定度是影响氧气扩散的主要因素。     

超高层建筑横风向气动刚度研究

为了研究超高层建筑横风向气动刚度,进行了多自由度气弹模型试验,以直接测量模型在不同风速下的振动频率,用该频率相对于自振频率的改变量作为气动刚度的评估指标。分析了结构阻尼比、风场粗糙度、模型密度、折算风速、高宽比、涡振位移等因素对气动刚度的影响。结果表明:在共振临界风速附近,气动刚度造成风振频率改变量可达自振频率的10%;频率改变量随折算风速呈“V”字形变化,在折算风速小于8时,频率改变量通常为正,在共振临界风速附近频率改变量最大,折算风速大于12时,频率改变量保持稳定且略小于结构自振频率。由于涡振位移和气动刚度的相互作用,结构阻尼比越小、风场紊流度越小、模型高宽比越大、密度越小则频率改变量随风速变化的“V”字形越尖锐。最后提出了名义折算风速和实际折算风速的概念,并建立了气动刚度的简化估算模型。     

火箭发射场液氢泄漏扩散特征CFD模拟分析

通过CFD软件并结合自定义函数(UDF)功能对不同工况下的液氢泄漏扩散过程进行模拟并进行分析,不同的泄漏压力、泄漏孔位置、外部来流风向对液氢泄漏扩散具有重要的影响。分析数值模拟结果表明:随着压力的增加,液氢低温危害区以及氢气可燃区面积增大;泄漏口距离地面越近,整个氢气浓度分布的可燃区面积增大;上部吹风有利于氢气的稀释进而减少泄漏危害性。     

基于乘法定理和AL模型的风速风向联合概率分布的研究及应用

该文开展了风速风向联合概率分布的研究,以大理地区1971年~2017年47年间的风速日值数据资料为例,选用乘法定理和AL模型两种方法建立该地区风速风向联合概率分布。首先,对各风向以及全风向风速数据的最优概率分布进行研究;其次,分别基于谐波函数和混合von Mises分布对风向的概率密度进行拟合,并进一步基于乘法定理和Angular-Linear （AL）模型推导得出了风速风向联合概率密度函数;最后,对大理地区50年重现期内的极值风速进行预测。研究结果表明:Gumbel分布能更好地描述大理地区的风速分布规律,通过AL模型获得的风速风向联合概率密度函数明显优于基于乘法定理得到的联合概率密度函数;而忽略风向的影响将明显高估大理地区的极值风速。     

固定测站的风向风速联合分布研究

风速与风向联合分布在工程规划、结构设计以及风能资源评价等方面应用广泛。风玫瑰图是目前分析风要素常用的手段,不足之处在于该图只能表示特定16个方位各级风力的频率分布情况。基于连续型角度-线性联合分布模型,该文提出了根据风玫瑰图建立联合分布模型的新方法,并绘制了一种新型且在风速及风向上均连续的风频分布图。以辽东湾长兴岛站的风测数据为例,建立风速风向联合分布模型,绘制风速风向联合分布图。结果表明:1)统计模型可靠性高,与原始风向风速分布相关性极强;2)联合分布模型相比风向离散的风速分布模型,可以更好地反映邻近方位之间风速分布的相互影响;3)新的联合分布图给出了全方向的风频理论分布,克服了传统风玫瑰图中仅有16个风向的不足。     

液化石油气泄漏的危险性分析及其事故后果评价方法

液化石油气（LPG）在其运输和存储过程中存在着各种与火灾和爆炸相关的危险性。由于LPG的泄漏可能导致包括闪火，不可控蒸气云爆炸，沸腾液体膨胀蒸汽爆炸等一系列灾害的发生，针对上述的各种灾害的具体发生条件及其危险性进行了分析；在事故后果评价中采用量化风险分析，提出了沸腾液体膨胀蒸汽爆炸和不可控蒸气云爆炸对周围人员可能造成伤害的评价方法。     

特定生产现场纳米粉体泄漏扩散的数值模拟

运用计算流体动力学软件FLUENT对某厂生产厂房内纳米粉体泄漏扩散进行模拟,分析大气风速、射流方向对粉体泄漏的扩散浓度和危险性区域的影响。结果表明:大气主导风速对气体扩散浓度和危险性区域影响较大,射流方向和风速一致时,vx=-3 m/s比在vx=-1 m/s条件下危险性区域扩大4 m,分析得出vx=-2 m/s时,扩散区域在x=28～35 m,y=25～28 m,z=1～4 m内。采用三维激光多普勒测速技术,对生产现场100∶1缩微模型进行速度场测量,并将测量结果与数值模拟结果进行对比。结果表明:两者颗粒速度基本吻合,说明采用计算流体动力学技术对生产现场纳米粉体泄漏扩散行为的模拟是可行的。     

考虑风向风速联合分布的输电塔线体系风振疲劳研究

输电塔线体系属于风敏感结构体系,在结构设计和实际工作中风荷载均起控制作用。然而,在风荷载计算以及工程研究领域中对风向风速的处理至关重要,但因两者之间的相关性导致了建立联合分布模型的困难。为此,该文基于乘法定理以重庆市日极值风速为对象,建立了风速条件概率密度的混合模型,改善了单一概率分布模型的不足。与此同时,根据风向方位记录数据建立了风向角的概率密度函数模型,并结合风速条件概率密度的混合模型,给出了风向风速的离散-连续混合联合分布模型。然后,将风向风速联合分布模型与Miner线性疲劳累积损伤理论相结合,推导出了输电塔的风振疲劳计算方法。最后,采用此建议算法对特高压输电塔线结构体系进行了风振疲劳分析,有效地考虑了风向风速对输电塔体风振疲劳的影响,减少了计算量,提高了结构分析的计算效率。     

重气泄漏扩散过程数值模拟

为研究重气泄漏扩散特性,采用多相流计算流体力学(CFD)模型对Burro现场试验进行了模拟。通过模拟结果与试验数据的对比完成了模型的验证,随后基于模拟结果分析了重气泄漏扩散行为特点,结果表明重气扩散行为主要沿地表进行,大气风虽然能够一定程度上抑制其上风向与展向扩散,但是在浓度差与重力下沉现象的作用下,重气云团仍然能够在上风向、展向扩散相当远的距离。最后,对重气云危险域在各个方向上到达的最远距离进行了对比分析,并对其变化机理进行了分析。     

沙尘在防沙堤附近沉积特性的数值模拟

为研究沙尘在防沙堤附近的沉积特点,基于FLUENT软件,采用标准K-ε湍流模型和DPM模型对沙尘在防沙堤附近的运动轨迹进行数值模拟。结果表明,沙尘的运动轨迹受自身粒径、风速及防沙堤迎风面坡度的综合影响,沙粒粒径越小,风速越大,防沙堤迎风面坡度越缓,沙粒越过防沙堤的能力越强;除风速较低时部分小粒径颗粒沉积在防沙堤后端外,其余情况下沙尘沉积主要发生在防沙堤前端。     

风速对生产车间纳米粉尘浓度影响的模拟

借助CFD软件对车间内纳米颗粒物的扩散问题进行了数值研究,采用RNGκ-ε两方程模型计算车间内湍流,计算得到不同风速风向条件下人体呼吸高度上风场和颗粒物的浓度分布。结果表明,在不采取通风措施的条件下,车间内纳米颗粒物容易堆积,30min内最大浓度可达1430.71μg/m3,通风使车间内空气条件得到明显改善,在排放源的下风向仍有纳米颗粒物堆积的现象,随着风速的加大,纳米颗粒物堆积的范围和浓度都明显减少。     

防暴弹室内爆炸扩散试验及刺激剂浓度预测

为研究室内环境中不同初始风场条件对刺激剂防暴弹威力效能的影响,在尺寸为10.9 m×9.1 m×3.28 m的平房内开展了三种不同送风速度下(1.0 m/s、1.2 m/s和1.5 m/s)OC刺激剂防暴弹的爆炸扩散试验.首先在室内空间中布置36个采样点,采用智能多路气体采样器采集刺激剂并计算采样点浓度.接着对不同风速、不同时间、不同空间位置的试验浓度数据进行分析,从而得到爆炸后刺激剂浓度在时空中的分布规律及其在不同送风条件下的影响规律.可得到如下结论:刺激剂在爆炸作用下形成的气溶胶会受到室内风场的影响呈现浓度差,浓度由上风口至下风口逐渐升高;刺激剂气溶胶颗粒受重力影响向低处聚集,室内低处刺激剂浓度较高;初始流场的风速大小对刺激剂气溶胶颗粒扩散效果影响较大,一定范围内,风速越大刺激剂扩散速度越快.在此基础上,以试验数据作为训练样本,采用BP神经网络方法建立了1.0～1.5 m/s速度范围内的浓度预测模型.通过对比试验数据得到该模型预测误差为5％,并应用该模型开展了相关预测,结果表明:在送风速度为1.0～1.5 m/s的范围内,测点的浓度值随风速的增加而基本呈线性降低,且高度1.5 m的测点浓度值高于高度为0.5 m的测点,2.5 m高度处的测点浓度最低.     

液态烃球罐区的危险分析及控制措施

通过危险性分析,对液态烃(LPG)球罐发生火灾爆炸事故后果进行评价。找出容易引起球罐发生火灾爆炸事故的危险因素,如泄漏、雷电、静电、设备故障等。提出防止事故发生的安全措施,降低球罐的危险性。     

浅谈危险气体泄漏报警器的设计与应用

随着石油化工行业的发展,易燃、易爆气体的种类和使用范围都随之增加。这些气体在生产、运输、使用过程中一旦发生泄漏．与空气混合后将会引发火灾,一旦浓度达到爆炸极限将会引发爆炸事故,严重危害人民的生命和财产安全。由于气体本身存在的扩散性,发生泄漏之后,在外部风力作用下,可燃气体会沿着地表面迅速扩散,形成燃烧爆炸或毒害危险区,扩大危害区域。这类事故具有突发性强,扩散迅速、救援难度大、危害范围广等特点。一旦发生可燃气体泄漏事故,必须尽快采取相应措施进行处置,才能将事故损失降到最低。