城燃管道街道峡谷泄漏扩散CFD数值模拟

城市燃气管道的安全时常受到市政建设的威胁而破坏,与天然气管线野外泄漏的情况不同的是,市区复杂的建筑环境会对气体的扩散情况造成干扰,严重危害人员财产安全。选择CFD数值模拟法,对城市街道峡谷内燃气管线的扩散泄漏进行了分析。基于二维街道峡谷断面模型,对截断阀关闭前后燃气泄漏扩散的基本规律进行了分析研究。数值模拟结果表明,风对燃气的扩散起主导作用,街道峡谷内形成的独立而稳定的涡旋气流场会使燃气聚集并且难以扩散。     

城市街道峡谷高架桥机动车污染物扩散的数值模拟

针对城市机动车污染物扩散问题,提出了街道峡谷高架桥污染物扩散控制方程,建立了一个三维街道峡谷高架桥模型,采用计算机数值模拟方法,分析了在不同风向影响下的街道峡谷高架桥内空气流场的情况.研究表明,机动车污染物稳态扩散方程,是一种计算机动车污染物在街道峡谷高架桥情况下的扩散分布情况的简便又有效的方法.因此,研究成果可为城市建设规划,污染防治提供理论和应用参考.     

绿色屋顶系统影响下建筑街区风-热压混合驱动通风性能研究

采用计算流体力学（computational fluid dynamics,CFD)方法深入探讨了高宽比H/W=1下街道峡谷中不同绿色屋顶系统布置方式(建筑屋顶、迎风侧、背风侧或不布置)对城市冠层内气载污染物的扩散和流场结构特性的影响,并引入无量纲参数Rb作为衡量街道峡谷内热浮升力和惯性风场作用力的强度比。数值模拟结果表明,绿色屋顶系统对建筑墙体表面的冷却作用对街道峡谷内的热浮升力分布具有显著影响。在4种布置方式中,迎风侧的布置方式对污染物扩散最为有利;在背风侧的布置方式下,部分气流不参与循环,主涡旋与角涡旋间形成了“自由流动区”;在屋顶布置条件下,街道峡谷损失了部分向上的热浮升力,污染物扩散情况最差。     

城市带廊道街道峡谷内气流运动及污染物扩散的数值研究

目的研究城市带廊道峡谷内气流运动和污染物扩散特征等对污染物扩散的影响．方法采用二维不可压N-S方程、标准的k-ε湍流模型、污染物对流扩散方程和SIMPLE算法．并用CFD软件进行模拟仿真．结果当迎风面建筑物低于背风面建筑物时，峡谷内污染物浓度比等高街道和迎风面建筑物较高街道高；峡谷内的旋涡结构形态受人行道高度的影响，不受人行道宽度和屋顶来流风速的影响；峡谷内部污染物浓度随污染物源强的升高而增大，随屋顶来风的增大而降低．结论不同结构形式的峡谷呈现不同的污染物浓度分布形态．廊道内始终是污染物积聚的区域，这对城市街道的规划与设计具有重要指导意义．     

城镇燃气管道泄漏扩散模型及数值模拟

城镇燃气管道的分布区域人口及建筑众多,燃气管道一旦发生泄漏,将有可能造成重大的财产损失 甚至人员伤亡。因此,为了量化城镇燃气泄露危害,针对管道不同的破坏情况及气源建立了燃气泄漏各种源模型以 及扩散模型,并且建立了燃气管线动态泄漏扩散模型及伤害性危险范围。对第三方破坏所造成的城镇燃气管道泄 漏模型进行了模拟,采用CFD技术对管道泄漏燃气的扩散进行模拟研究,获得了泄漏气体的扩散数值模拟结果,为 城镇燃气管道安全运行提供了理论依据。     

温湿度梯度耦合作用下室内燃气泄漏模拟研究

以非平衡统计热力学和不可逆热力学为理论依据,建立温度梯度和湿度梯度耦合情况下扩散模型,结合受限空间内燃气泄漏扩散模型,建立多因素耦合作用下燃气泄漏扩散数学模型,并运用Matlab软件对室内燃气扩散过程进行了模拟分析。通过分析得到了温度和湿度梯度对燃气泄漏扩散的影响规律以及耦合作用下对燃气泄漏扩散的影响规律。研究结果将为燃气扩散规律的研究及事故发生时人员及时安全的进行撤离提供参考。     

室内燃气稳态泄漏数值模拟

针对室内燃气在有限空间内泄漏不易扩散的特点, 分析风速对室内燃气泄漏扩散的影响, 建立了室内燃气管道泄漏的模型。采用计算流体力学软件, 对天然气、 液化石油气等两种室内燃气进行稳态泄漏过程的数值模拟。在风速分别为1m / s和3m / s , 泄漏时间分别为1 0、 6 0、 1 2 0s和2 4 0s的条件下, 考察了两种气体的体积分数。结果表明, 风速能够加速室内燃气的扩散; 泄漏的液化石油气更容易发生堆积, 形成爆炸危险区域。研究结果可为燃气泄漏事故的处理提供理论依据。     

城市燃气泄漏强度计算模型的探讨

对城市燃气泄漏强度的计算模型进行了探讨,分析了适合不同泄漏模型的泄漏强度的数值计算模式。通过实例对三种常用的城市燃气在低压和临界或超临界工况下泄漏强度与泄漏口大小、泄漏压力的关系进行了计算与分析。对于合理选择燃气泄漏后泄漏强度的估算模型以及研究燃气泄漏扩散及泄漏事故风险评价分析具有重要指导意义。     

城市燃气泄漏强度计算模型的探讨

对城市燃气泄漏强度的计算模型进行了探讨,分析了适合不同泄漏模型的泄漏强度的数值计算模式。通过实例对三种常用的城市燃气在低压和临界或超临界工况下泄漏强度与泄漏口大小、泄漏压力的关系进行了计算与分析。对于合理选择燃气泄漏后泄漏强度的估算模型以及研究燃气泄漏扩散及泄漏事故风险评价分析具有重要指导意义。     

建筑物条件下埋地天然气管道泄漏扩散数值模拟

针对城镇埋地天然气管道泄漏扩散过程, 考虑多建筑物条件下不同组分、 不同浓度的气体扩散规律, 利用计算流体力学( CFD) 软件建立埋地管道泄漏扩散过程的三维物理模型, 将环境风场和泄漏速率以用户自定义函数形式引入边界条件中, 将模拟过程分为环境风场的稳态模拟和泄漏扩散的瞬态模拟两步, 又将泄漏扩散过程分为持续泄漏扩散和管道阀门关闭后的泄漏扩散两个阶段, 分析天然气的泄漏扩散规律。结果表明, 环境风场的稳态模拟是十分必要的, 建筑物附近流场存在三个低速区, 建筑物边缘存在较大的速度梯度; 天然气的持续泄漏扩散阶段呈现土壤层局限扩散、 上游低速区积聚、 气云浮升、H₂S的沉积扩散等特征, 在阀门关闭后的阶段呈现气体扩散延续性、 气云由上而下消散等特点; 在本文工况条件下, H₂S比CH₄的扩散范围大, 消散时间晚, 危险性更大。     

含硫天然气泄漏扩散的三维数值模拟

研究燃气管道的泄漏,目的在于定性和定量地分析评价泄漏可能带来的危害。基于FLUENT软件,用GAMBIT建立三维泄漏模型,对含硫天然气管道泄漏及扩散进行了三维数值模拟。结果表明：硫化氢的存在增加燃气管道的泄漏危险区域;在自由扩散状态下,泄漏气体主要集中在泄漏口上部,且危险区域较小;当存在环境风时,泄漏危险区域向下风向下移,形成气体聚集区域,而上风向气体较少。可见,硫化氢和环境风的存在,使含硫天然气泄漏扩散的危险范围增大。     

障碍物形状对含硫天然气管道泄漏扩散影响的数值模拟

对含硫天然气管道泄漏扩散进行模拟研究,在不同风速下对比分析了计算区域内障碍物形状、障碍物坡度对泄漏气体扩散过程的影响规律,并模拟了不同条件下H₂S组分的安全区域。结果表明,障碍物的存在使泄漏气体在风力作用下堆积在障碍物的迎风面,障碍物的形状改变泄漏气体的运动路径。当障碍物为无坡度障碍物（建筑物）时,泄漏气体的扩散高度增大,且在水平方向的传输被阻碍;当障碍物为有坡度障碍物（山体）时,泄漏气体在水平方向的扩散距离增大,且在外界风力达到一定速度之后,泄漏气体绕过障碍物在背风区扩散时开始向下沉降,导致地面附近的安全区域范围减小。减小障碍物坡度,风速较小时对泄漏气体的扩散无影响,风速较大时泄漏气体将障碍物包围并在近地面处扩散;增大障碍物坡度,泄漏气体的扩散规律与无坡度障碍物（建筑物）存在时相似。模拟结果可为含硫天然气泄漏事故的处理提供参考。     

基于FLUENT的架空天然气管道泄漏数值模拟

建立了天然气管道在空旷地面发生泄漏的三维模型,对高速泄漏区域进行了网格细化。利用 CFD商业软件 FLUENT 6.3对泄漏过程进行模拟,考察了大气风速、泄漏初速度和泄漏口形状（圆形和菱形）对泄漏的影响。模拟结果表明,风速对天然气泄漏喷射射流角度有较大影响,扩散范围随扩散高度而增大;泄漏初速度对天然气喷射高度有较大影响,扩散高度随泄漏初速度的加快而变高;圆形泄漏口的硫化氢泄漏范围最宽。研究结果对加深长输天然气管道泄漏扩散规律的认识、事故的预防具有一定的意义。     

风力因素对天然气管道泄漏扩散影响的数值模拟

利用仿真模拟软件, 对架空天然气管道泄漏扩散进行数值模拟, 对比分析了泄漏方向及风速对泄漏扩散过程的影响。结果表明, 地面附近下风向危险范围大, 上风向相对安全, 地势较高处相对安全; 向上喷射时近地面天然气危险范围较小, 迎风喷射和向下喷射时危险范围较大; 迎风喷射时风速对危险范围的影响小于向下喷射时 风速对危险范围的影响, 在静风及低风速下天然气泄漏扩散范围较大。研究结果可为架空天然气管道泄漏的应急疏散、 救援提供理论依据和参考。     

城市埋地天然气泄漏三维数值模拟

随着我国天然气事业的发展,天然气管道规模也在不断扩大,与此同时也带来了安全上的隐患,城市天然气管道泄漏事故频繁发生,严重影响了城市居民的生命及财产安全。主要介绍了城市天然气管道泄漏数值仿真和数值模拟的基本理论,考虑泄漏过程中风场对泄漏的影响,分析了近地面处风场的变化,建立了埋地天然气管道泄漏模型。设定泄漏扩散发生在大气环境,选取CFD软件对网格进行划分并进行局部加密,进行了风场的稳态模拟。在风场达到稳态后,改变后处理边界条件,再对泄漏进行瞬态模拟,得出天然气泄漏扩散随时间的变化规律,定量分析了风速对泄漏扩散的影响。结果表明,建筑物对风场存在干扰,在泄漏过程中气体聚集在近地面及贴近建筑物周围,随着风速的增加,稳态扩散高度降低,但风场对水平扩散的影响较小,风速越大泄漏气体稀释效果越明显,所造成的危险区域越小。     

可燃气体室内泄漏扩散的研究

对可燃气体在室内泄漏扩散的模式进行了分析,对泄漏扩散的影响因素进行了系统阐述,建立了连续泄放源气体泄漏扩散的数学计算模型,并分别对室内有风和无风干扰的情况下的模型进行了简化。通过建立数值计算模型,采用通用的CFD软件PHOENICS对泄漏气体射流扩散后形成的速度场与浓度场进行了模拟计算,得出了泄漏气体在室内扩散分布的一般特征。结果表明,在分析可燃气体泄漏的危险性时,不仅应分析环境空间可燃气体的爆炸浓度范围,而且也要注意存在局部着火的可能性。     

化工区苯污染物低度泄漏在周边居民区扩散的CFD模拟

利用FLUENT软件模拟了青岛市某化工区苯污染物低度泄漏在周边居民区的扩散。模拟结果表明:苯污染物在居民区上游主要沿地表扩散,扩散至居民区后主要在居民区上层空间扩散;居民区建筑物对苯污染物有阻挡和分流作用;受"峡谷"效应影响,苯污染物在与风向平行街区内的浓度较低;居民区背风区产生了速度亏损、涡旋及建筑物下洗现象,导致苯污染物浓度在居民区背风区较高;在与风向垂直的2个街区内,距化工厂较近的街区浓度较小,距化工厂较远的街区浓度反而较大。