基于点源连续扩散高斯混合模型的LNG泄漏扩散研究

为了研究液化天然气（LNG）泄漏扩散的动态过程及其危害,选择由高斯烟团模型进行修正得到的点源连续泄漏的高斯烟团混合模型,并利用MATLAB软件对其进行编程,研究了不同地面粗糙度、泄漏源有效高度等因素对LNG气体泄漏扩散的影响,分析确定了不同因素所对应的1/2爆炸下限（1/2LFL）、爆炸下限（LFL）、爆炸上限（UFL）危险区域的面积,并利用Burro 9号实验进行了模型验证。结果表明,危险区域的面积随着地面粗糙度的增大呈减小的趋势;随着泄漏源有效高度的增加,最高点的体积分数不断降低,同时危险区域的面积不断减小;在LNG泄漏初期,风速越大危险区域面积越大,在气云的状态达到稳定以后,危险区域的面积随着风速的增大呈减小的趋势。     

LNG储罐泄漏事故后果分析

在分析储罐泄露及爆炸危害的基础上,对储罐泄露爆炸事故后果进行模拟;通过设定储罐基本参数,对喷射火焰、BLEVE事故、池火事故等影响区域进行分析计算。     

液氨储罐泄漏扩散危害范围研究

针对液氨储罐泄漏扩散危害范围的问题,以某电厂液氨储罐为例,运用ALOHA数值模拟技术,分别就初始条件(泄漏孔径大小、泄漏位置)、大气条件(风速、温度)、地表粗糙度和昼夜变化等因素对液氨储罐泄漏扩散造成的危害范围进行研究,并根据模拟结果,拟合了初始条件和大气条件以及它们综合作用与液氨储罐泄漏扩散危害范围的关系式。结果表明:随着泄漏孔径增大,环境温度升高,警戒范围会扩大;随着泄漏位置升高,风速增大,地表粗糙度增大,警戒范围会缩小;夜间比白天的大气稳定度高,造成的危害更大。根据拟合得到的关系式进行数值模拟,得到的拟合度分别为0.96,0.99和0.99,证明拟合得到的关系式能较为准确地反映各因素与泄漏扩散伤害距离的关系。根据分析,确定最有利扩散条件,利用卫星云图对危害范围进行实地拟合,为日常监管与应急救援提供合理决策。研究结果可为液氨储罐泄漏事故的有效预防及应急处置提供科学技术依据。     

液氯储罐不同泄漏量的扩散对环境危害性的分析

通过研究液氯储罐发生泄漏,估算液氯扩散的影响及范围,为事故应急处理及有毒物质风险管理提供科学依据.对不同泄漏量的事故后果进行计算,结果表明:以氯气LC50、MAC和居住区允许浓度为毒性终点,泄漏影响距离小型事故为0m、700m和1500m;中型事故为240m、1800m和2125m;大型事故为1500m、5050m和5850m.     

氯乙烯的泄漏扩散模拟

概括和评价了有毒气体泄漏扩散过程的数学模型.包括Gaussian模型、Gaussian轨迹烟云模型、BM模型、Sutton模型及FEM 3模型.以氯乙烯为研究对象,用简化的三维扩散模型描述氯乙烯在复杂气象条件下的扩散过程.分析了氯乙烯的扩散距离与浓度的关系.结果表明:当氯乙烯的泄露速率为1m/s时,在中度不稳定大气条件下,泄漏半径500m以内为危险区域;在中度稳定大气条件下,泄漏半径1000m以内为不安全地带.     

基于GIS的燃气管网泄漏扩散后果分析及模拟

燃气管道发生泄漏扩散是燃气管网事故危害的根本原因,这些事故往往造成重大人员伤亡和财产损失.运用高斯模型,进行泄漏事故扩散模型分析,以天津市燃气管网系统为例,结合GIS系统通过VC++和MATLAB软件进行了编程应用,开发了事故分析模块,进而为燃气事故后果估算提供数据和模拟,为预警和风险分级划分提供依据.     

低温下LNG储罐混凝土外罐的静力性能分析

以160 000 m³ 液化天然气LNG储罐混凝土外罐为研究对象,借助ANSYS有限元,针对LNG低温液体发生泄漏时,在低温作用下的受力与变形性能展开模拟研究,获得了稳态对流换热条件下的温度场及其温度应力分布．采用热-固耦合分析方法,将低温液体作用下的混凝土外罐罐壁处的温度应力与其他静力荷载作用下的内力进行了不同工况下的内力组合,确定了结构的最不利内力包络图,并以此为依据对LNG储罐混凝土外罐罐壁进行了预应力钢筋的配筋计算与布置．研究结果表明:低温液体下产生的温度应力使LNG储罐混凝土外罐发生整体向内收缩变形的趋势;罐内液体压力对结构内力及变形起主导作用;满液位泄露时LNG储罐混凝土外罐的薄弱部位位于距底板约10 m高度处．     

LNG储罐火灾环境热响应数值分析研究

建立了LNG受热自然对流及气化传质数学模型。针对立式全容储罐不同火灾情况的热响应过程进行三维数值模拟。分析了不同火灾情况下,不同充装率对LNG储罐热响应的影响。研究表明：火灾初期,罐内温升较快,自然对流剧烈。罐体充装率相对越高,罐内压力响应越快,温度响应越慢。且池火情况充装率对压力的影响更大。喷射火灾引起的热响应快于池火火灾。计算结果与相关文献吻合较好,可为工程应用提供一定的理论指导。     

LNG储罐基础隔震反应谱设计

为了给LNG储罐基础隔震设计提供简化方法,结合LNG储罐基础隔震工程设计的需求,基于反应谱设计理论,建立了LNG储罐考虑质点弹簧阻尼参数和不考虑质点弹簧阻尼参数的两种简化力学模型,给出了用于LNG储罐反应谱设计的地震影响系数曲线及LNG储罐基础隔震设计反应谱基本步骤,并选取1.6×10^5m3LNG储罐进行反应谱设计研究和时程分析法补充验算.结果表明:基于反应谱理论的简化模型是可行的,其与传统结构体系比较,能够有效降低基底剪力和罐壁倾覆弯矩,计算结果可取时程法的平均值和反应谱法的较大值,设计内罐罐壁时可仅考虑柔性脉冲质点(不考虑底板不对称振动)和对流质点作用的基底剪力和罐壁倾覆力矩,而设计基础时要考虑外罐质点、柔性脉冲质点(包含底板不对称振动)及对流质点作用的基底剪力和基底弯矩．     

160 000 m3大型LNG储罐的振动特性分析

为了解160 000 m³大型液化天然气(LNG)全容式储罐的自振振动特性,采用ANSYS软件建立了储罐结构的精细化有限元模型,利用直接耦合法对液体单元和罐体结构进行流固耦合约束,采用缩减法进行储罐振动特性分析,获得了空罐、正常工作时满液位以及满液位泄露、半液位泄露四种工况下钢制内罐与预应力混凝土外罐的振动特点和振动周期;分析了液体与罐体相互作用时,液体对罐体结构振动特性的影响及其规律,以及预应力、罐内气压和底板约束数量对外罐结构振动特性的影响规律．     

基于CFD的埋地天然气管道泄漏扩散数值分析

受地质灾害、腐蚀缺陷、第三方破坏等因素的影响,油气管道在安全运输方面存在诸多隐患,因此研究埋地天然气管道泄漏扩散规律对泄漏点预测定位、应急预案制定具有重要的现实意义。通过对埋地天然气管道泄漏扩散过程进行数值模拟,分析了泄漏速度、风速以及环境温度对CH4体积分数的影响,总结了扩散规律。研究结果可为埋地天然气管道泄漏点准确定位及应急预案提供理论支撑。     

风荷载作用下LNG储罐混凝土外罐力学性能分析

为获得大型全容式LNG储罐混凝土外罐在风荷载作用下的响应特性,以有限元软件ANSYS为分析平台,针对一160 000 m3LNG储罐实际工程建立了静力风荷载及顺风向脉动风荷载作用下的精细化有限元模型.通过对比国外学者提出的傅里叶解析式表达圆柱体表面的风压分布和中国《建筑结构荷载规范》给出的旋转壳体周向体型系数,以及中美规范关于风压高度变化系数的规定,表明中国《建筑结构荷载规范》确定风压分布对结构影响更为不利;对比了不同风向下储罐外罐的内力及变形模拟结果,获得了各风向对储罐响应的影响程度及规律;采用拟定常假设,来流风速谱取Davenport谱,储罐外罐的风振响应分析结果表明:顺风脉动风荷载作用下,结构的位移及环向应力的变化趋势与静力风荷载作用下相近,但应力及位移的极值响应结果约为静力风荷载作用2倍;与静力荷载下储罐结构的响应结果对比表明,静力风荷载及顺风向脉动风荷载对LNG储罐混凝土外罐的受力及变形影响皆不大.     

LNG储罐穹顶带钢板网壳施工全过程稳定性分析

为分析带钢板网壳在穹顶混凝土施工全过程期间的稳定性能与承载能力,利用ANSYS有限元分析软件建立精细化有限元模型,对其进行非线性荷载-位移全过程分析,利用能量误差方法评估并确定合理的单元网格划分尺寸,通过获取屈曲临界点处的屈曲模态形式,确定带钢板网壳的合理初始几何缺陷形式;探讨了蒙皮钢板对网壳稳定承载力的影响,以及钢板厚度、网壳杆件截面尺寸、矢跨比、初始几何缺陷等参数对带钢板网壳稳定性能的影响规律.分析结果表明:钢板蒙皮显著提高了网壳承载力;1/8~1/5矢跨比范围内,随矢跨比的增加,结构极限承载力最大增幅可达87.3%;带钢板网壳对初始几何缺陷具有高度敏感性.     

大型全容式LNG储罐基础隔震地震响应分析

为了给大型LNG储罐基础隔震设计提供理论和技术支撑,将混凝土外罐依据的剪切悬臂梁理论,钢制内罐依据的速度势理论,引入隔震层刚度和阻尼,建立了LNG储罐基础隔震体系的等效力学模型;应用Hamilton原理,推导了LNG储罐基础隔震体系运动方程,给出了地震响应的理论表达．针对160 000 m³大型LNG储罐进行数值分析,结果表明:除晃动波高外,基底剪力和倾覆弯矩减震效果明显;进行LNG储罐基础设计时,要考虑外罐的影响,而钢制内罐设计时,可以忽略外罐的影响;LNG储罐隔震设计时,要考虑隔震对晃动带来的影响,进行优化设计．     

基于相似理论的燃气泄漏扩散规律研究

为得到燃气泄漏扩散规律,更好地减少燃气事故所造成的人员伤亡和损失,据相似理论,建立系统模型并进行模型试验,在获取不同空间点燃气的浓度和采集燃气管道的泄漏速率的基础上,对温度、湿度等多因素耦合作用下的燃气泄漏扩散作了多元回归分析。运用相似准则和量纲分析理论结合多次反复的试验,定量研究确定多因素作用下的燃气泄漏扩散方程并进行验证,为燃气泄漏扩散预测和应急救援提供可靠的理论依据。     

燃气管线动态泄漏扩散的危险性分析

通过对燃气管线动态泄漏过程的分析,建立了动态泄漏率计算模型。以湍流扩散微分方程为基础,根据动态泄漏率不定常的特点,建立了燃气管线动态泄漏扩散模型。讨论分析了火灾爆炸的可能性危险范围和伤害性危险范围的参考标准和计算方法。在实际应用的基础上,对各种危险范围给予了讨论和分析,并对给定条件下的伤害及破坏范围给予了计算。这将为设立和制订高压长输管线和城市主要输运管道附近的重要建筑物(学校等)的修建安全距离提供安全标准和参考,同时也为降低事故可能造成的危害程度提供保障。     

液氢泄漏扩散规律研究现状

针对液氢贮存和传输过程中容易发生泄漏的特点,介绍了国内外开展液氢和氢气泄漏扩散规律研究的现状,归纳总结了此研究领域的研究方法及主要研究成果,为航天发射场液氢的存储与输运危害分析和安全防护提供借鉴。     

罐区重质气体泄漏扩散的数值模拟分析

采用Fluent软件对油库罐区危险重质气体不同工况下的泄漏扩散过程进行了数值模拟研究。结果表明:卧式储罐垂直方向发生泄漏时,重气云团在地表附近重力沉降,气体浓度上升明显,整个罐区处于爆炸极限范围内,危险性较大;罐组边缘位置的储罐发生泄漏时,气体扩散速度快,但浓度较低;罐组中间位置的储罐发生泄漏时,气体扩散速度慢,容易达到爆炸浓度极限。当风速为0.95 m/s时,重质气体的扩散速度随着风速的增加而增加,气体浓度上升明显;当风速达到1.7 m/s时,气体浓度达到峰值,然后随着风速的继续增大,气体浓度慢慢降低。