在通风条件下密闭空间漏气的对流扩散仿真
燃气扩散模型
燃气扩散模型燃气扩散模型是一种数学模型，用于预测燃气泄漏后在空气中的扩散情况。
该模型可以帮助人们评估和控制燃气泄漏对周围环境和人类健康的影响。
本文将从以下几个方面详细介绍燃气扩散模型。
一、燃气扩散模型的基本原理1.1 扩散过程燃气扩散是指在不断地分子碰撞作用下，由高浓度区域向低浓度区域传递的过程。
在这个过程中，分子会不断地向四周运动，直到达到平衡状态。
1.2 燃气泄漏当管道或储罐中的燃气泄漏时，会形成一个高浓度区域。
这个高浓度区域会随着时间的推移逐渐向周围扩散。
1.3 扩散模型扩散模型是通过数学公式描述扩散过程的规律。
它可以根据环境条件和泄漏源特征来预测燃气在空气中的传播情况。
二、燃气扩散模型的构建方法2.1 基于物理模型基于物理模型的燃气扩散模型通常是通过对扩散过程中的物理规律进行建模来实现的。
这种模型需要考虑多个因素，如气体密度、温度、湿度、风速等。
2.2 基于统计学模型基于统计学模型的燃气扩散模型通常是通过对大量实验数据进行分析和拟合来实现的。
这种模型不需要考虑太多物理因素，只需要根据实验数据进行预测即可。
2.3 基于计算流体力学（CFD）模拟基于CFD模拟的燃气扩散模型可以更加准确地描述燃气在空气中传播过程。
这种方法需要将空间分割成小块，并对每个小块内部的流动进行数值求解。
三、燃气扩散模型中常用的参数3.1 气体密度气体密度是指单位体积内所含有的质量。
它通常会随着温度和压力变化而变化。
3.2 温度温度是指物体内部分子运动所具有的能量大小。
它会影响气体分子的速度和碰撞频率，从而影响扩散过程。
3.3 湿度湿度是指空气中水蒸气所占的比例。
它会影响气体分子的速度和密度，从而影响扩散过程。
3.4 风速风速是指空气运动的速度。
它会对燃气扩散产生很大的影响，因为它可以将燃气迅速地带走。
四、燃气扩散模型在实际应用中的局限性和改进方法4.1 局限性燃气扩散模型通常只考虑了燃气在空气中的传播情况，而没有考虑到其他因素，如地形、建筑物等。
气体管道泄漏流场数值仿真
管道泄漏研究气体管道泄漏流场数值仿真摘要管道是一种高效便捷的流体(天然气、石油、自来水等)输运工具，由于腐蚀、老化、第三方破坏等原因，管道泄漏事故时有发生。
管道泄漏不仅造成资源浪费、环境污染，甚至产生火灾、爆炸等恶性事故，给人们的生命财产造成严重的威胁。
本文通过有限元数值仿真的方法研究了气体管道泄漏时管内流体的流场特性，借助comsol仿真软件流体力学的湍流模块对一小段管道的泄漏点周围的管道内部进行稳态研究和瞬态研究。
研究得到泄漏点速度分布和压力情况，泄漏点离入射口越远泄漏时的速度越大，入射口的压力变化与泄漏处的速度呈现波动变化，总的泄漏速度随着入射压力升高而增加，得到气体管道泄漏流场数值仿真研究，这对管道泄漏检测具有重要的指导意义。
关键词流体力学;湍流;管道;速度;压力;COMSOLResearch of pipeline leakage flowNumerical simulation of gas pipeline leakage flow fieldAbstract Pipeline is an efficient and convenient fluid (natural gas, oil, water, etc.) transport tools, due to corrosion, aging, third party damage and other reasons, pipeline leakage accidents have occurred. Pipeline leaks not only cause waste of resources and environmental pollution, but also cause fire, explosion and other malignant accidents, which pose a serious threat to people's lives and property. The flow characteristics of the fluid in the pipe of the gas pipeline leakage was studied by the method of finite element numerical simulation, steady state and transient study research around the pipeline internal turbulence module with COMSOL simulation software for fluid mechanics a short pipeline leak. Study the leakage velocity and pressure, leakage from the entrance farther when the leakage velocity increasing, the pressure change and leakage at the entrance velocity fluctuated, the total leakage rate increased with the increase of incident pressure, get gas pipeline leakage flow field numerical simulation research, it has important guiding significance detection of pipeline leakage.keywords Fluid mechanics;Turbulence;The Conduit;Speed;Stress;COMSOL引言管道运输具有一次性投资少、运输成本低、安全性高、利于环保等独特优势,尤其适合长距离运输易燃、易爆的石油天然气 , 因此管道在石油天然气工业乃至世界经济当中发挥着越来越重要的作用。
受限空间内气体扩散的数值模拟及分析共3篇
受限空间内气体扩散的数值模拟及分析共3篇受限空间内气体扩散的数值模拟及分析1受限空间内气体扩散的数值模拟及分析随着城市化进程的不断加快和人口数量的不断增加，人们在日常生活中的接触和接触到的气体种类也越来越多，从而引发了关于受限空间内气体扩散的安全问题。
为了预防和解决空气质量污染的问题，科学家们研究了一些方法，其中数值模拟技术的应用受到了广泛的关注。
本文旨在介绍受限空间内气体扩散的数值模拟及分析的相关内容。
一、数值模拟的基本方法数值模拟是利用计算机方法对物理现象进行建模和仿真，即将真实的物理空间通过数学方法离散化处理，并在计算机程序中求解得出目标物理量的变化规律。
数值模拟问题的求解可以基于有限元、有限差分和有限体积等方法，其中最为常用的是有限体积法。
有限体积法即将求解区域划分为许多小的体积单元，体积单元内的物理量被认为是常数，将整个求解区域按照时间分为若干个时间步进并求解出每个时刻各个体积单元内的物理量。
二、气体扩散数值模拟的建模对于受限空间内气体扩散的数值模拟，其建模步骤包括初值条件设置、边界条件设置、状态方程描述、物性参数选取和求解方法选择等内容。
1.初值条件设置设想一个较小的房间，假设这个房间内的气体密度是均匀的，而气体质量是随机分布的，因此每个空间位置的初始密度和初始质量都应被考虑。
2.边界条件设置受限空间的初始宏观性质还未考虑到，然而大多数空间是以室内为主的，其通风排气和外部条件也会对气体扩散数值模拟造成影响。
3.状态方程描述气体的状态方程反映了气体内能和其它物质性质的表达方式。
它是描述气体态压力、温度和密度之间关系的数学表达式。
4.物性参数选取物性参数选取是气体扩散数值模拟中十分重要的一步，物性参数必须与实验中使用的具体气体相对应。
同时，应注意物性参数的变化对计算结果的影响。
5.求解方法选择对于气体扩散的数值模拟，有限体积法是目前被广泛使用的数值方法。
此方法处理复杂几何形状的有限体积，并在其内部换算平均宏观性质，将有限体积划分为若干个小单元，逐渐递推更新其内部的宏观性质。
液氨泄漏事故扩散模拟
液氨泄漏事故扩散模拟第一篇：液氨泄漏事故扩散模拟液氨泄漏事故扩散模拟摘要：系统对比了高斯多烟团模式与SLAB模型模拟液氨储罐泄漏后的氨气扩散特征。
结果表明，两种模型的模拟结果存在较为明显差异。
在模拟设定条件下，事故发生点下风向60～2000 m范围内，SLAB模型得到的最高浓度高于多烟团模式，前者是后者的1.01～35.2倍，且差别随距离增大而增大。
事故发生点下风向600 m以内，SLAB 模型模拟得到的横向影响距离大于多烟团模式；而在下风向600 m以外，多烟团模式模拟得到的横向距离大于SLAB模型，差距随下风向距离增加而增大。
下风向同一地点，SLAB模型得到的氨气最高浓度出现时间较多烟团模式较早，SLAB模型计算得到的氨气烟团出现到消散时间也较多烟团模式更短。
上述结果可为化学品泄漏导致突发环境事件的预防和应急中模型选择提供参考。
关键词：液氨泄漏扩散模拟多烟团模型 SLAB模型中图分类号：X937 文献标识码：A 文章编号：1674-098X （2017）03（b）-0024-05Diffusion Simulation of Liquid Ammonia LeakageComparison of the Multi-puff Model and SLAB ModelWu Weinan1 Yang Ping2（1.Solid waste Management Center in Liaoning Provine，Shenyang Liaoning，110161，China；2.Panjin Liaoning Fried Dough Sticks as for as sludge Treatment and Utillzation co.，LTD，Panjing Liaoing，124218，China）Abstract：Simulation results of diffusion after liquid ammonia leakage calculated by the Gaussian multi-puff model and SLAB model were systematically compared.Results showed that there were obvious differences between the two models.Under the setting conditions，the round maximumammonia concentrations simulated by the SLAB model were higher than those by the multi-puff model within 60 to 2000 m downstream the resource.And the former was 1.01 to 35.2 times that of the latter，and the difference increased with increasing distance.Higher cross-affected distances were found by SLAB model within 600 m downstream the resource，while cross-affected distances simulated by the multi-puff model were higher outside 600 m downstream，and the differences between the two models increases with the distances.In the same location downwind，the highest concentration of ammonia came earlier in SLAB model，while the time period from appearance and dissipation was shorter in multi-puff model.These results may provide a reference on diffusion model selection for prevention and response of environmental emergencies caused by chemical releases.Key Words：Liquid ammonia；Leakage；Diffusion simulation；Multi-plume model；SLAB model近年来，突发性环境事件频发。
fluent气溶胶扩散模拟简单案例
标题：深入探讨fluent气溶胶扩散模拟的简单案例1、引言在如今全球范围内的流行病情况下，对气溶胶扩散模拟进行深入的探讨，对于了解病毒传播规律以及制定有效的防控策略至关重要。
本文将以fluent气溶胶扩散模拟为基础，通过一个简单的案例来介绍其原理和应用。
2、fluent气溶胶扩散模拟的原理Fluent是一种流体力学仿真软件，可以对流体流动、传热、传质等现象进行模拟。
当涉及到空气中的气溶胶扩散时，fluent可以通过求解相关的质量传输方程和流体动力学方程来模拟气溶胶在空气中的扩散和传播过程。
其基本原理是根据流体的各种物理特性，结合质量传输方程，计算气溶胶在空气中的浓度分布和传播路径，从而对可能的传播风险进行评估。
3、案例分析假设一个封闭的室内空间，空气中释放了一定量的气溶胶颗粒物，我们将利用fluent来模拟气溶胶的扩散情况。
需要建立室内空间的几何模型并设置空气流场，然后再加入气溶胶扩散的相关参数，如释放位置、速度、颗粒大小等。
通过对模型进行网格划分和边界条件设置后，可以利用fluent进行模拟计算，得出气溶胶在室内空间中的浓度分布和传播路径，从而评估室内空间的气溶胶扩散情况。
4、模拟结果分析根据模拟结果，我们可以得知在室内空间中气溶胶的浓度分布情况，找出可能的扩散路径和高浓度区域，同时也可以对气溶胶的传播规律进行深入的分析。
通过调整模型参数，比如通风系统的设计、室内空间的布局等，可以对控制气溶胶扩散提出一些建议。
5、个人观点和理解我个人认为，fluent气溶胶扩散模拟技术是一种非常有效的工具，可以在疫情防控、室内空气质量改善等方面发挥重要作用。
通过对气溶胶扩散规律进行深入研究和模拟分析，可以更好地了解病毒传播的方式和途径，为疫情防控提供有力的支持。
6、总结通过本文的介绍，我们对fluent气溶胶扩散模拟的原理和应用有了基本的了解。
在实际应用中，需要根据具体情况进行模型的建立和参数设置，以及对模拟结果的深入分析。
综合管廊燃气舱燃气泄漏模型实验研究
综合管廊燃气舱燃气泄漏模型实验研究邓成云，崔海龙，李跃飞,刘秀秀(中冶京诚T -程技术有限公司，北京100176)摘要：通过搭建管廊燃气泄漏实验台进行实验和数值模拟验证，对燃气在综合管廊内的泄漏扩散规律和燃气在管廊夹 层中的积聚问题进行了分析研究。
分析得出：用氖气代替燃气在空气中进行管廊燃气泄漏实验是可行的；泄漏的燃气在 综合管廊内以波峰、波谷的方式向泄漏口两侧对称扩散；综合管廊在通风情况下，泄漏口至排风井处的燃气浓度先维持 不变，之后随着时间的推移逐步降低；综合管廊通风时，管廊夹层不会出现燃气积聚的现象。
关键词：综合管廊；燃气泄漏；实验研究；数值模拟中图分类号：TU 996.8文献标志码：B文章编号：1009-7767(2020)02-0209-06管线工程圔Pipeline EngineeringExperimental Study on Gas Leakage Model of Utility Tunnel Gas CabinDeng Chengyun , Cui Hailong , Li Yuefei , Liu Xiuxiu城市地下综合管廊（以下简称管廊）是指在城市地 下用于集中敷设两类及以上市政工程管线的公共隧道 2016年国务院强调凡建有管廊的区域，各类管线必须 全部人廊。
因此天然气管道被正式纳人管廊中。
但天然 气属于可燃气体，主要组分为甲烷(CH 4)，在常温、常压 下燃气爆炸极限为5%〜15%Pi ，且管廊属于密闭空间，可 燃气体在密闭空间中发生爆炸产生的危害性极大 因此需要研究管廊内燃气舱燃气泄漏扩散问题，以应 对燃气泄漏情况的发生，保证管廊的运行安全。
为探究燃气在管廊中的扩散规律问题，文献[5-6] 通过数值模拟的方法分析了不同泄漏孔径、泄漏速度 等条件对燃气扩散的影响；张瑞达等[71通过采用氮气 替代燃气、二氧化碳替代空气的实验方法模拟真实管 廊内燃气管道的泄漏，分析研究了管廊中燃气泄漏后 的扩散规律问题；文献[8-9]结合实际工程经验与管廊 相关政策规范，指出管廊燃气舱内夹层存在通风死角， 可能会产生燃气积聚现象，进而导致燃气浓度小范围 升高而引发事故，因此格外需要引起人们的重视。
重气泄漏扩散影响因素分析及模型
大气稳定度
大气稳定度决定了污染物在垂直 方向上的扩散能力，稳定的大气 条件会抑制重气的垂直扩散，导
致重气在近地面层积聚。
地形地貌影响
01
02
03
地形高低起伏
地形的起伏会影响大气的 流动和重气的扩散路径， 山谷、盆地等地形容易导 致重气滞留和浓度增加。
地表粗糙度
地表粗糙度会增加大气的 湍流混合，从而影响重气 的扩散速度和范围。
研究不足与展望
01
数据获取与模型验证方面的不足
目前研究中，受限于实际观测数据和实验条件，部分模型的有效性和适
用性尚未得到充分验证，未来需要加强相关数据收集和实验验证工作。
02
多因素影响下的模型精细化研究不足
现有模型在描述重气泄漏扩散过程中，对于多因素耦合作用的处理较为
简化，未来需要深入研究多因素影响下的模型精细化构建和求解方法。
03
模型在实际应用中的拓展与改进
当前研究主要集中在单一泄漏源和简单地形条件下的重气泄漏扩散模拟
，未来需要将模型拓展到复杂地形、多源泄漏等更贴近实际场景的情况
，并不断提高模型的计算效率和精度。
THANK YOU
05
结论与展望
研究结论
重气泄漏扩散受到多种因素影响
研究结果表明，重气泄漏扩散受到气象条件（如风向、风速、温度、湿度等）、 地形地貌、泄漏源特性（如泄漏速率、泄漏高度、泄漏方向等）以及泄漏物质性 质（如密度、粘度、扩散系数等）等多种因素的影响。
模型在预测重气泄漏扩散中具有重要作用
通过分析比较多种模型在模拟重气泄漏扩散过程中的表现，发现某些模型在预测 泄漏扩散范围、浓度分布等方面具有一定的准确性和可靠性，对于实际应急管理 和风险评估具有重要意义。
通风系统中的室内空气流动模拟研究
通风系统中的室内空气流动模拟研究1. 简介通风系统在建筑中起着至关重要的作用，它能够有效地排除室内空气中的污染物，保持室内空气的清新。
其中，室内空气的流动模拟研究是评价通风系统性能的关键。
本文将针对通风系统中的室内空气流动进行深入探讨，分析其原理、影响因素以及优化策略。
2. 室内空气流动原理在通风系统中，室内空气的流动主要受到气流动力学原理的影响。
通过通风口和排风口的设置，室内空气得以流动，形成气流循环。
气流的速度、方向和温度将对室内环境产生重要影响，因此需要进行模拟研究以优化通风系统设计。
3. 室内空气流动模拟方法为了准确地模拟室内空气流动，研究人员通常采用计算流体动力学（CFD）方法。
CFD可以模拟空气流动的速度、压力、温度等参数，帮助评估通风系统的性能。
通过建立数学模型和边界条件，可以进行精确的模拟分析，得出合理的结论。
4. 影响因素分析室内空气流动受到多种因素的影响，包括通风口的位置、数量、大小，室内布局结构，室内物体摆放等。
这些因素将影响气流的传播路径和速度，直接影响室内空气质量。
因此，在设计通风系统时需要考虑这些因素并进行模拟研究。
5. 优化策略探讨针对室内空气流动模拟分析结果，研究人员可以提出一些优化策略，以改善室内空气质量。
例如，通过调整通风口的位置和大小，优化气流的分布；通过增加气流循环设备，改善室内气流的均匀性；通过改变室内布局结构，减少气流阻力，提高通风效果等。
6. 实例分析通过实际案例的分析，可以更好地理解室内空气流动模拟研究的重要性。
例如，在某办公楼的通风系统中，由于通风口设置不当导致空气流动不畅，影响了员工的工作效率和健康。
通过模拟分析，发现调整通风口位置和增加排风口数量可以改善室内空气流动，从而提高室内环境质量。
7. 结论通风系统中的室内空气流动模拟研究对于提高室内环境质量具有重要意义。
通过分析气流动力学原理、采用CFD方法进行模拟分析、分析影响因素并提出优化策略，可以有效改善室内空气流动情况，保障人们的健康和舒适。
燃气扩散模型
燃气扩散模型简介燃气扩散模型是一种用于预测燃气泄漏后的扩散范围和浓度分布的工具。
它通过考虑燃气的物理特性、环境条件和扩散机制等因素，可以提供关键的信息，用于评估安全风险、制定预防措施和应急响应方案。
本文将详细探讨燃气扩散模型的原理、应用和发展趋势等内容。
燃气扩散模型的原理1.扩散机制–燃气在空气中的扩散过程主要受到扩散和对流两种机制的影响。
扩散是指燃气分子由高浓度区域向低浓度区域的自发传递，受到浓度梯度的驱动；对流是指燃气随着空气流动的运动，受到气流速度和方向的影响。
–燃气的扩散速率受到多种因素的影响，包括燃气的分子尺寸、分子间作用力、温度、压力和湿度等。
不同类型的燃气扩散速率存在差异，需要根据具体情况进行模型参数的确定。
2.初始条件–燃气扩散模型需要确定燃气泄漏的初始条件，包括泄漏源的位置、泄漏速率、泄漏时间和泄漏物质的性质等。
这些参数对于预测扩散范围和浓度分布都有重要的影响。
–泄漏源的位置和泄漏速率可以通过现场观测或数值计算得到，泄漏时间可以根据事故发生情况进行估计，泄漏物质的性质需要考虑其物理化学特性和毒性等因素。
3.环境条件–环境条件是燃气扩散模型中的重要因素，包括大气压力、温度、湿度、气流速度和方向等。
这些条件对于燃气扩散的影响需要进行准确的测量和输入，以保证模型的可靠性。
–特殊地形和气象条件可能会对燃气扩散产生显著影响，例如山谷、峡谷和湖泊等地形会限制燃气的扩散，高温和高湿度条件会导致燃气分子更具活性和混合性。
燃气扩散模型的应用1.安全评估–燃气扩散模型可以用于评估燃气泄漏对周围环境和人员的影响。
通过模拟不同泄漏场景下的扩散范围和浓度分布，可以预测燃气扩散的情况，并对可能出现的风险和危害进行评估。
–根据评估结果，可以制定相应的防护和预防措施，提高现场人员的安全意识和应急响应能力。
同时，也可以为相关部门提供决策依据，制定相应的管理和监督政策。
2.应急响应–在燃气泄漏事故发生时，燃气扩散模型可以提供及时的预测和评估信息，帮助应急部门做出正确的决策和应对措施。
哪些因素影响气体泄漏扩散
哪些因素影响气体泄漏扩散从以往的经验我们可以看到，气体泄漏事故一旦发生，如果不能尽快采取相应的应急措施，一一定会造成严重的后果。
但如果能够了解各种因素对气体扩散的影响，就有利于建立气体泄漏扩散模型，并进一步预测泄漏气体扩散的危险区范围，尽快制定出相应的应急措施，就可以把损失降到最小。
下面我们就介绍一下影响气体泄漏扩散的几个主要因素。
风向决定泄漏气体扩散的主要方向。
风速影响泄漏气体的扩散速度和被空气稀释的速度，风速越大，大气湍流越强，空气的稀释作用就越强，风的输送作用也越强。
一般情况下当风速为每秒1米～5米时，有利于泄漏气体的扩散，危险区域较大；若风速再大，则泄漏气体在地面的浓度降低。
大气稳定度是评价空气层垂直对流程度的指标。
大气越稳定，泄漏气体越不易向高空消散，而贴近地表扩散；大气越不稳定，空气垂直对流运动越强，泄漏气云消散得越快。
气温或太阳辐射强弱主要是通过影响大气垂直对流运动而对泄漏气体的扩散发生影响。
大气湿度大不利于泄漏气云的扩散。
地面的地形、地物会改变泄漏气体扩散速度，又会改变扩散方向。
地面低洼处泄漏气体团易于滞留。
建筑物、树木等会加强地表大气的湍流程度，从而增加空气的稀释作用，而开阔平坦的地形、湖泊等则正相反。
在低矮的建筑物群、居民密集处或绿化地带泄漏气云不易扩散；高层建筑物则有阻挡作用，气云会从风速较大的两侧快速通过。
当泄漏源位置较高时，泄漏气体扩散至地面的垂直距离较大，在相同的泄漏源强度和气象条件下，扩散至地面同等距离处的气体浓度会降低。
若气体向上喷射泄漏，泄漏气体具备向上的初始动量，其效果如同增高泄漏源的位置。
泄漏气体密度相对于空气密度的大或小，分别表现出在扩散中以重力作用或以浮力作用为主。
重力作用导致其下降，地面浓度增加，下降趋势会因空气的不断稀释作用而减弱。
浮力作用在泄漏气体扩散初期导致其上升，地面浓度降低，被空气不断稀释后其上升的趋势减弱。
对于泄漏的高温气体，其浮力作用大小受温度的影响，当其被冷却至大气温度后，浮力作用便会丧失。
CFD仿真
3.1气体泄漏扩散的模拟方法目前在研究气体扩散领域应用较多的模拟方法主要有三种，即：物理模拟方法、数学模拟方法和CFD 数值模拟方法。
当然在实际的模拟仿真过程中，经常是两种或是三种方法同时使用，以此来验证模拟的准确性。
3.1.1物理模拟方法物理模拟是模拟的基础方法，[31]指在不同与实体的规模上将某一过程再现，并分析其物理特性和线性尺度对实体的影响，进而对所研究实体或过程进行直接实验。
将实际地形物理按比例的缩小模型置于实验体(如风洞、水槽等)内，在满足基本相似条件(主要包括几何、运动、热力、动力和边界条件相似)的基础上，模拟真实过程的主要特征，如空气动力规律和扩散规律。
物理模型建立的理论基础是相似理论。
进行进行物理模拟研究，必须解决如何设计和制作模型以及将模型实验的结论在实体上应用等问题。
相似原理是研究、支配力学相似系统的性质及如何用模型实验解决实际问题的一门科学，是进行模型实验研究的依据。
根据相似理论，物理模型若能与原型保持相似，则由物理模型经过实验得到的规律，原型也同样适用。
建立物理模型要遵循很多相似条件，如几何相似、运动相似、动力相似及热相似等。
在建立模型时，由于所有相似条件不可能完全满足，所以针对研究的具体要求，要适当做出取舍，恰当选取相似参数是实现物理模拟的关键。
物理模拟主要用于数值计算模式难于处理的复杂地形以及受到建筑物影响时的扩散研究。
与现场实验相比，特别是复杂条件下的现场试验相比，物理模拟实验条件易控制、可重复，且可节省人力、物力，可进行较全面和规律性实验，是大气扩散研究的重要手段。
3.1.2数学模拟方法数学模拟方法是解决简单扩散问题的常用方法，此方法是[31]通过用数学模型、在一定条件下来研究一个物理或化学过程，或通过模型描述一个复杂的物理或化学过程的某些特点。
此种方法所借助的数学模型的方式没有固定限制，可以是一系列代数式或微分、积分方程，也可以简化为一个关系式。
其中常见的数学模型：高斯模型、箱及相似模型、浅层模型、Sutton 模型以及唯象模型。
fluent气溶胶扩散模拟简单案例
fluent气溶胶扩散模拟简单案例以下是一个简单的 fluent 气溶胶扩散模拟案例：案例描述：在一个封闭空间中，有一个气溶胶喷雾器向空气中释放气溶胶粒子。
空间中有一台通风机，可通过排风口排出空气。
我们希望使用 fluent 软件来模拟气溶胶在空间中的扩散情况。
步骤：1. 创建几何模型：使用 fluent 软件的几何模型建模工具，创建一个封闭空间的三维几何模型。
确保几何模型中包含气溶胶释放源、通风机排风口等重要元素。
2. 定义边界条件：设置空间中不同区域的边界条件，例如，设置气溶胶喷雾器为释放源，设置通风机排风口为出口等。
3. 定义物理模型：选择适当的流体模型（例如湍流模型）和物体模型（例如颗粒跟踪模型），以模拟气溶胶的传输和扩散。
根据实际情况，设置气溶胶颗粒的初始浓度、粒径分布等。
4. 网格划分：对几何模型进行网格划分，确保网格的精细度满足数值计算的要求。
可以使用 fluent 软件提供的网格生成工具进行网格划分。
5. 设置求解器参数：设置流体求解器的参数，例如迭代次数、收敛准则等。
确保收敛性和精度。
6. 运行模拟：运行 fluent 软件进行气溶胶扩散模拟。
等待模拟收敛。
7. 结果分析：使用 fluent 软件的后处理工具，对模拟结果进行分析和可视化。
例如，可以绘制气溶胶浓度分布图、颗粒追踪轨迹等。
8. 结果评估：根据模拟结果，评估气溶胶在空间中的分布情况、扩散范围等。
根据需要，可以对不同参数进行敏感性分析，以进一步了解气溶胶扩散的影响因素。
这是一个简单的 fluent 气溶胶扩散模拟案例，具体的实施步骤和模型设置可能因实际情况而异。
在实际操作中，还需要根据具体问题进行参数设定和结果解读。
基于openfoam的综合管廊舱内燃气泄漏扩散数值模拟
第16卷第2期2020年2月中国安全生产科学技术Journal of Safety Science and TechnologyVol.16No.2Feb.2020dol:10.11731/j.issn.1673-193x.2020.02.027基于OpenFOAM的综合管廊舱内燃气泄漏扩散数值模拟水吴建松，原帅琪，蔡继涛，刘哲(中国矿业大学(北京)应急管理与安全工程学院，北京100083)摘要:为实现综合管廊燃气泄漏扩散的精确高效模拟分析$进而为综合管廊燃气泄漏事故的安全防控提供技术支撑，利用OpenFOAM对城市地下综合管廊舱内燃气泄漏扩散进行数值建模计算，研究分析通风受限空间内的燃气泄漏扩散规律，并结合对应急响应时间的分析验证了通风策略的有效性&研究结果表明：气体射流作用与浮升力作用是影响综合管廊燃气泄漏扩散浓度分布的重要因素，采取合理的通风措施可有效加速燃气的流动与扩散，缩短燃气泄漏报警响应时间，有利于燃气泄漏事故应急决策与应急救援的快速实施&关键词：综合管廊；燃气泄漏；数值模拟；OpenFOAM中图分类号：X937文献标志码：A文章编号：1673-193X(2020)-02-0168-06Numerical simulation of gas leakage and dispersion S utility trnnel compartmentbased on OpenFOAMWU Jiansong,YUAN Shuaiqi,CAI Jitao,LIU Zhe(School of Emergence Management and Safety Engineering,China Univvrsity of Mining and Technology-eeijing,Beijing100083,China)Abstract:In order to realize the accuraty and efficient simulation and analysi of gas SeaDaae and diffusion in the utility tun-nel,and provide technical support for the safety prevvntion and control of gas leakaae accidents in the utility tunnel,the numerical modeling and cdculation of gas leakaae and diffusion in the urban underground utility tunnel ccmpartment were carried out by using OpenFOAM.The laws of gas leakaae and diffusion in the ccnfined vvntilation spacc were studied and analyzed,then the effectiveness of vvntilation strategy was vvrified ccmbining with the analysir on the eme'ency response time. The results showed that the gas jet effect and buoyancy effect were the important factore affecting the ccnccntration distribution of gas leakaae and diffusion in the utility tunnei.Adopting the reasonable vvntilation measures cculd effectively accclerate theeiow and di e u sion oegas,and shoeten theaiaem eesponsetimeoegasieakage,which cont eibutes to the eapid imp iementa-tion of emereency decision-making and rescue of gas leekaae accidents.Key words:utility tunnei；gas leekaae；numerical simulation；OpenFOAM0引言近年来，随着我国城镇化建设快速发展,城市地下综合管廊成为解决城市各类管线与设备设施布局的1种重要途径&城市地下综合管廊将设置在地面、地下或架空的各类公用类管线集中容纳于一体，充分利用城市地下空间，避免路面的反复开挖、确保道路交通功能的充分发挥，有助于创造良好的城市环境[1-2]o然而，综合管廊集多条管线于一体，也导致多种危险源(燃气、热力等高风险管线)集中&一旦某条管线发生灾害事故,可能会造成其他舱室发生耦合次生衍生灾害，造成灾难性的后果，所以城市地下综合管廊的安全问题值得关注&燃气管线是综合管廊中最具威胁的管线之一，依据我国《城市综合管廊工程技术规范》规定，燃气管道独立分舱入廊[3]&燃气管道分舱入廊后可避免由于埋地敷设而受到第三方的破坏和土壤中杂散电流引起的腐蚀，便于统一规划与日常巡检及维修&然而，一旦燃气泄漏后可直接与燃气舱内空气接触混合，遇火源容易引发爆炸事故,并将严重威胁相邻管舱和引发其他次生衍生灾害&当前，国内外一些学者利用数值模拟、相似模收稿日期：2020-02-13"基金项目：国家重点研发计划项目(2017YFC0805001)；建筑安全与环境国家重点实验室暨国家建筑工程技术研究中心开放课题基金项目(BSBE2018-04)作者简介：吴建松，博士，副教授，主要研究方向为城市公共安全&2中国安全生产科学技术・169・拟实验等技术手段对综合管廊燃气泄漏及其防控相关进行了研究分析&Fany等"4#述红等"5#对城市地下综合管廊燃气管道泄漏事故以及多灾种耦合情景进行了风险研究；Wany等"6#利用商用CFD软件ANSYS Fluent对气体泄漏扩散的影响因素进行了模拟与分析,并研究了自然通风和机械通风条件下小孔气体泄漏扩散机理;Yuan等"7#提出了1种结合集合卡尔曼滤波)EnKF)与气体泄漏扩散模型的燃气泄漏扩散预测模型，可用器实时监对燃气泄漏扩散浓度场的精确预测以及对泄漏率的反演计算;国内多者"8-11#用ANSYS Fluent对综合管气泄漏扩进行了模拟,并且分析了不同压力条件下气体在管舱内的浓度分布特性、燃气泄漏响应时间、通风气策略有效性等&件及具有危险性的限制，目前对于综合管廊舱内燃气泄漏扩散的研究较少&胡敏华"12#过模型与&探头研究了探头位置对报警响应时间的影响，并得出了报响应时间的经；郝"13#用合管廊气泄漏实验台，使用氛气代替燃气进行了研究,同时验证了Fluent模拟在静态扩散、低风速扩散以及高风速扩散时的可靠性。
小幅度密闭空间火灾火场模拟与仿真研究
小幅度密闭空间火灾火场模拟与仿真研究小幅度密闭空间火灾是近年来频繁发生的一种特殊火灾，主要指的是密闭空间面积较小，通风条件较差，火场蔓延速度较快，对人身安全造成严重威胁的火灾。
在实际火灾事故中，小幅度密闭空间火灾发生率较高，因此对于该类火灾的模拟和仿真技术的研究具有重要的现实意义。
一、小幅度密闭空间火灾特点小幅度密闭空间火灾是一种特殊的火灾类型，与其他类型的火灾相比，具有以下几个特点：1.空间封闭性强：小幅度空间面积较小，通风条件差，极易发生空气流动阻力，导致空间浓烟积聚，烟雾增密。
2.火场蔓延速度快：由于空间面积较小，导致火场蔓延速度快，容易使相邻物体受到火势侵袭，加剧火灾的危害。
3.人身安全威胁较大：小幅度密闭空间具有空气流动阻力大、通风不良等特点，导致火场蔓延速度快，浓烟密集，给人员逃生带来困难，对人身安全造成威胁。
二、小幅度密闭空间火灾的模拟技术小幅度密闭空间火灾的模拟技术主要是指利用计算机仿真技术对该类火灾的发展过程进行模拟、计算和预测。
当前，相关研究主要有以下两种方法：1.基于ANSYS的火灾仿真技术ANSYS是一种在计算力学领域广泛应用的有限元分析软件，在火灾仿真方面也有广泛应用。
基于ANSYS的火灾仿真技术主要是将物理模型输入ANSYS中进行计算，计算过程中，考虑温度、压力、流动、热辐射、化学反应等因素，来模拟火灾发展过程，对火场温度、烟雾浓度、热流等进行分析。
2.基于CFD的火灾模拟技术CFD是计算流体力学的缩写，具有广泛的应用，可以模拟各种气体和液体流动的过程。
在小幅度密闭空间火灾模拟中，基于CFD的技术主要是利用CFD对空气、火焰、烟雾等流体进行分析，通过计算、仿真火场流体运动规律来预测火灾的危害程度。
三、小幅度密闭空间火灾模拟技术的应用前景小幅度密闭空间火灾模拟技术的应用前景非常广泛，主要有以下几方面：1.火灾预防和安全评估：通过预测火场发展过程，可以提前发现并识别火灾危险点，进而采取措施进行火灾预防和安全评估，减少火灾事故的发生。
气体扩散过程的数值模拟与分析
气体扩散过程的数值模拟与分析随着科技的发展和工业的进步，气体扩散过程的数值模拟与分析变得越来越重要。
气体扩散涉及到很多领域，如化工、环保、安全等，因此对于气体扩散过程的研究和掌握，对于我们的生活和工作具有重要意义。
一、气体扩散过程的定义气体扩散是指气体分子在压力差或浓度梯度的作用下，从高浓度区域向低浓度区域的传输过程。
气体扩散是一种无需介质（如流体）的传输方式，因此它与传统的流体传输方式有所不同。
而气体扩散过程的数值模拟与分析可以推算出气体扩散规律，更好地理解气体扩散的机制。
二、气体扩散过程的机制气体扩散的机制主要有两种，一种是分子扩散，另一种是对流扩散。
1. 分子扩散分子扩散是指气体分子在浓度梯度作用下，自由移动并和周围分子相互碰撞传输的过程。
气体分子在高浓度区域与周围分子相互碰撞的次数较多，因此相对速度较小；而在低浓度区域，气体分子之间的碰撞次数较少，相对速度也较大。
分子扩散是一种相当自由度高的传输方式，但也存在一定的局限性，如直接关系到气体分子的性质和大小等。
2. 对流扩散对流扩散是指气体在流体中的扩散过程，即气体随着液体或气体的流动而传播。
在对流扩散中，气体的扩散速率与气体分子的速度、流体的流速和其他因素都有关系。
对流扩散通常发生在工业、环保、药品等领域。
三、数值模拟与分析的重要性数值模拟与分析是研究气体扩散过程的重要方法之一。
通过数值模拟和分析，可以有效地模拟和分析气体扩散的过程和规律，预测气体扩散的变化趋势，提供相关的参考和指导意见。
此外，数值模拟还可以减少实验的成本和时间，并能够更好地控制操作和管理。
四、常用的数值模拟方法目前，常用的数值模拟方法包括有限元法、有限差分法、有限体积法等。
这些数值模拟方法都能够通过计算机程序模拟出气体扩散的过程和规律，为研究和开发气体扩散相关的产品和设备提供可靠的依据。
总的来说，气体扩散过程的数值模拟和分析是一个非常重要的研究领域，通过模拟和分析可以更好地掌握气体扩散规律，为相关领域的研究和开发工作提供有力的支撑。
危化品泄露事故模拟——科大资料文档
危化品泄露事故模拟调研报告1 气体扩散理论的研究现状气体扩散模型的研究方法包括试验法、风洞实验法和模型法。
欧美各国对气体扩散试验的研究是从上世纪七十年代开始的，许多经典的扩散模型就是从这些试验数据总结而来的，其中得到广泛应用的就是高斯扩散模型。
随着现场泄露扩散试验研究的展开，气体扩散模型的相关研究也相继展开。
1.1气体扩散试验上个世纪80年代欧美国家进行了一些气体及液化气体进行了扩散试验。
下面对一些主要的试验做一个简要的介绍：1. 1.1 Burro系列试验实验进行的时间:1982年，是以液化天然气为实验介质，在沸点重气的泄漏状态，泄放到水表面，持续时间为79-190 s，泄漏总量为10700-17300 kg。
在大气稳定等级为C~E，表面粗糙度为0.0002的环境中进行，实验重复了8次，测得的最远扩散距离为140到800m之间。
1. 1.2 Coyote系列试验实验进行的时间：1983年，以液化天然气为实验介质，在沸点重气的泄漏状态，泄放到水表面，持续时间为65-98 s，泄漏总量在6500-12700 kg。
在大气稳定等级为C~D，表面粗糙度为0.0002的环境中进行实验，实验重复了3次，测得最远扩散距离为300到400m之间。
1.1.3 Desert Tortorise试验实验进行的时间：1985年，以液氨为实验介质，在二相重气的泄漏状态，泄放到沙土表面，持续时间为126-381 s，泄放总量在10000-36800 kg。
在大气稳定等级为C~E，表面粗糙度为0.003的环境中进行实验，实验重复了4次，测得的最远扩散距离只有80 m。
1.1.4 Goldfish系列试验实验进行的时间：1987年，以用氟化氢为实验介质，在二相重气的泄漏状态，泄放到沙土表面，持续时间为125-360 s，泄漏总量在35000-38000 kg。
在大气稳定等级为D，表面粗糙度为0.003的环境中进行实验，实验重复了3次，测得的最远扩散距离达到了3000m。
高压天然气管道泄漏扩散 CFD 数值模拟
高压天然气管道泄漏扩散 CFD 数值模拟周伟国;刘东京;滕卯寅【摘要】为了降低天然气管道泄漏对环境造成的危害，采用FLUENT软件对高压天然气管道泄漏后甲烷扩散特性进行数值模拟，分别模拟了稳态及非稳态时甲烷浓度分布及速度分布情况；探究不同管道压力和外界风速对天然气泄漏扩散过程的影响，并通过速度分布图和甲烷浓度分布图分析天然气的扩散特性和区域。
结果表明：管内压力越大，甲烷射流出口速度越大，甲烷扩散区域越大；风速越大，甲烷的偏转角度越大，在空气中扩散得越快。
%With the objective of reducing the damages of pipeline gas leakage to the environment , numerical simulation on gas diffusion feature of high-pressure piping was performed with FLUENT .The methane concentration and velocity profile at the steady and unsteady state were simulated , respectively .The influences of tubing pressure and wind velocity on gas leakage were investiga -ted,and the gas diffusion feature and area of nature gas were analyzed via the velocity profiles and methane concentration profiles . The results show that the bigger the tubing pressure is , the larger the outlet velocity of jet flowis ,and the larger the diffusion area is.The bigger the wind velocity is, the larger the deflection angle is , the faster the gas diffusion rate is .【期刊名称】《管道技术与设备》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P5-8)【关键词】高压管道;天然气;管道泄漏;气体扩散;CFD【作者】周伟国;刘东京;滕卯寅【作者单位】同济大学，上海 200092;同济大学，上海 200092;同济大学，上海200092【正文语种】中文【中图分类】TE973近年来，随着天然气开发和利用的飞速发展，国内己建成天然气输送管道约2万km。
气体扩散实验现象
气体扩散实验现象引言气体扩散是指气体分子在没有外力作用下，由高浓度区域向低浓度区域自由传播的过程。
在自然界中，气体扩散是一种常见的现象，也是许多重要的科学原理和技术应用的基础。
通过进行气体扩散实验，我们可以直观地观察和研究气体分子的运动规律和扩散速度。
实验原理气体分子在空间中具有高速运动的特性，并且具有无序的碰撞行为。
根据动理论，气体分子之间的碰撞会导致能量和动量的传递，从而使得分子在空间中不断运动。
当一个密闭容器内部存在浓度差异时，高浓度区域中分子数量较多，碰撞频率较高；而低浓度区域中分子数量较少，碰撞频率较低。
这种碰撞与传递过程导致了气体分子从高浓度区域向低浓度区域自由传播。
在实验中，我们通常使用两个或多个容器，并通过一个开放通道连接它们。
其中一个容器内的气体具有较高的浓度，而另一个容器内的气体具有较低的浓度。
当我们打开通道时，两个容器中的气体分子会开始扩散，直到达到平衡状态。
实验材料和设备1.两个玻璃容器2.密封胶水3.漏斗4.水银或染料溶液5.塑料管道实验步骤1.准备两个玻璃容器，并使用密封胶水将它们固定在实验台上。
2.在一个玻璃容器中倒入一定量的水银或染料溶液，作为高浓度区域。
3.在另一个玻璃容器中倒入适量的清水，作为低浓度区域。
4.使用漏斗和塑料管道将两个容器连接起来，确保通道畅通无阻。
5.等待一段时间，观察和记录气体扩散的现象。
实验结果与讨论通过观察实验现象，我们可以得出以下结论：1.高浓度区域中的气体分子会向低浓度区域自由传播，并且扩散速度较快。
2.扩散过程中，气体分子在通道中不断碰撞和传递能量，导致浓度逐渐均匀。
3.实验结果表明，气体扩散是一个自发的过程，不需要外力的驱动。
实验结果与实际生活中的现象密切相关。
例如，在室内喷洒香水后，整个房间很快就能闻到香味。
这是因为喷洒的香水分子会通过扩散迅速传播到空气中，并且由于空气中分子的碰撞和传递，使得香味逐渐弥漫到整个房间。
应用与意义气体扩散实验不仅有助于我们理解气体分子的运动规律和扩散机制，还具有广泛的应用价值：1.环境保护：通过研究气体在大气中的扩散过程，可以帮助我们预测和评估大气污染物的传播范围和影响。
fluent模拟甲烷在空气中的扩散实例
第一步，导入事先画好的网格，网格的尺寸单位不需改变了
第二步，设置成为稳态，因为我首先是让空气稳态进入设置的空气空间。
选择湍流模型
设置组分传输模型
从里面选择甲烷空气
设定操作条件
定义边界条件
Out开始的边界是喷口的四个边，上下左右，一开始都将他们设置成wall，因为一开始先用稳态模型对空气进行模拟，是空气充满整个区域。
设计风的进口，
风的组分设计成氧气0.22，由于但其是默认的，所以会自动成为0.78
然后稳态模拟一段时间，观察里面的元气组分含量成为了0.22
然后将模型设计为非稳态的
重新定义喷射口的边界条件out-top,d的边界设定为速度进口，
组分中甲烷为：1，速度待定
然后进行非稳态的跌带。
迭代之前首先设定动画的界面
点击define后首先是在出现的界面中点击window增加为1，然后点击set出现一个黑色的
框。
在设定右面的contours选定组分，甲烷的质量分数，fill勾上，点击display后如下界面，出现的浓度图画界面不要关掉，其余的窗口点击ok一次关掉。
进行非稳态的模拟，如下。
迭代完后，生成动画
选择后
播放一遍后，选择format里的mpeg,然后点击write就会生成一个视频。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
3 模型的求解及仿真研究
由于该密闭空间的内部结构非常复杂 ,所以方程 (1) 不 能得到其解析解 ,只能得到其数值解 。解方程 (1) ,可以运用 差分方法或有限元法 ,鉴于所求密闭空间内部情况的复杂 性 ,我们采用有限元法和差分法相结合的办法来求解模型 。 也就是 ,在空间域内用有限元网格划分 ,而在时间域内则用 有限差分网格划分 。实质上是有限元法和有限差分法的混 合解法 。它是一种成功的结合 。因为它充分利用了有限元 法在空间域划分中和有限差分法在时间推进中的优点 [1] 。 3. 1 密闭空间的有限元剖分
1 引言
在现实生产及军工企业中 ,存在着许多的密闭空间 ,如 : 有毒气体的存放库 、液态气体的储存罐等 。在这类密闭空间 中 ,通常存放着另外的气体储罐 。随着时间的推移 ,一些气 体储罐开始老化或破损 ,不可避免地出现气体的泄漏 。这类 泄漏通常是缓慢而平稳的 ,不易察觉 ,但是当时间稍长时 ,密 闭空间内的气体浓度便会增加 ,当气体浓度达到一定的值 时 ,就必须开启通风设备 ,以降低浓度 。否则 ,就会出现危 险 。当没有开启通风设备时 ,密闭空间内的气体泄漏扩散为 自由扩散问题 ,求解比较简单 。但是当打开通风口 ,启动通 风设备时 ,密闭空间内的气体流场将发生根本变化 ,自由扩 散变成对流扩散 。此时对密闭空间内的气体对流扩散模型 进行求解 ,会非常困难 。
(2)
边界条件为 :
5c 5n
=
5Ω
q (排气功率) ( x , y , z) 为通风口处 0 其它地方
(3)
c (泄漏点速率) ( x , y , z) 为泄漏点
f ( x , y , z , t) = 0 其它
(4)
在上式中 , c ( x , y , z , t) 为气体浓度 kg/ m3 , Vx , Vy , Vz ,为 x , y , z 三方向的对流速率 kg/ s , kx , ky , kz 为 x , y , z 三方向的 扩散系数 m2/ s , c0 ( x , y , z , t) 为初始时刻浓度 kg/ m3 , n 为浓 度 c ( x , y , z , t) 在边界外法线方向 。
ABSTRACT :This paper establishes the leakage convention diffusion mathematics model of the oxygen in the airtight space under the condition of ventilation and gives its FE(finite element) model. It also describes the framework of the simulation system in detail , and then brings for2 ward the node’s concentration curve figures of the oxygen in the airtight space under the condition of ventilation and the concentration color fig2 ures of two sections. The simulation results play an important role in building the oxygen concentration safety monitor - control system in the airtight space. KEYWORDS :Airtight space ;Ventilation condition ;Convention diffusion ;Simulation
·
→
→
Me u e ( t) + Ke u e = Fe
(5)
2111
1 1211 Me = 20 Ve 1 1 2 1
(6)
1112
Ke = ( kij) ( i , j = 1 , …,4)
(7)
kij
=
1 36 Ve
[
kx bi bj
+
kycicj
+
kz di dj ]
-
1 24
[
V
x
bi
+
4 仿真结果与实例
按照上述结构图 ,开发密闭空 间中的气体在通风条件下的泄漏对 流扩散仿真系统 。图 1 是所求的密
— 134 —
图 3 节点浓度曲线 图 4 1 号截面第 50 秒时刻浓度色图
流扩散仿真 ,建立了在此条件下的泄漏对流扩散仿真的数学 模型与计算 ,介绍了该数学模型的有限元形式 ,并且给出了 节点浓度曲线图和浓度色图 。并利用动画仿真技术再现整 个仿真过程中密闭空间内的气体浓度变化图[3] 。本项研究 为密闭空间内的气体浓度监控提供依据 。
参考文献 : [1 ] 孔祥谦. 有限单元法在传热学中的应用 [ M] . 北京 :科学出版
社 ,19981131. [2 ] 陈则民. 对流扩散方程的有限元方法 [J ] . 天津轻工业学院学
报 ,1995 , (2) .
[3 ] 姚东 ,王爱民 ,冯峰 ,王朝阳. Matlab 命令大全 [ M] . 北京 : 人民 邮电出版社 ,20001570～571.
激光工程 ,1999 ,28 (2) .
[ 作者简介 ] 姚 涛 (1977 - ) ,男 (汉族) ,湖北武汉人 ,中科院沈 阳自动化研究所在读硕士生 。研究方向为模式识别 与智能系统 ; 李一凡 (1954 - ) ,男 (汉族) ,辽宁沈阳人 ,中科院沈 阳自动化研究水工学硕士 ,副研究员 ,硕士生导师 。 主要从事模式识别与智能控制 、C3I 系统研究 ,多次获中科院科技进 步奖 ,发表论文多篇 。
本文将研究某一特定圆柱形的密闭空间 ,该密闭空间的 一端有一通风口 ,可以作为紧急情况下使用 。该密闭空间内 放有两个液氧储罐 ,液氧储罐上方放有一块薄型钢板 ,钢板 上放有两个长方体箱子 ,内部结构非常复杂 。液氧储罐的两 端焊接处 ,极易发生泄漏 。当密闭空间内的气体浓度达到一 定值时 ,就必须开启通风设备 。我们研究密闭空间内的气体 在通风情况下的泄漏对流扩散仿真 。该研究确定密闭空间 内的气体浓度 ,对于研究何时必须开启通风设备 ,通风设备 功率的设计下限等 ,以及保证密闭空间的安全性具有非常重 要的意义 。
Vyci
+
Vzdi ]
(8)
1 y2 z2
x2 1 z2
b1 = - 1 y3 z3 c1 = - x3 1 z3
1 y4 z4 x2 y2 1
x4 1 z4 (9)
d1 = - x3 y3 1
x4 y4 1
1
1
F
=
fVe 4
1 1
+
qA120
在上述式子中 , Ve 是四面体的体积 ;式 (9) 中 x , y , z 分别为对 应的四节点四面体有限元节点绝对坐标 , bi , ci , di 可以通过 b1 , c1 , d1 轮换得到 ;式 (10) 中 , A123 为底面位于通风口上的三 角形面积 。 3. 3 仿真系统框架结构
2 密闭空间内的气体在通风条件下的泄漏对流扩 散的数学模型
5c 5t
+
Vx
5c 5x
+
Vy
5c 5y
+
Vz
5c 5z
-
5 5x
kx
5c 5x
-
(1)
5 5y
ky
5c 5y
-
5 5z
kz
5c 5z
= f ( x , y , z , t)
初始条件为 :
收稿日期 :2002 - 11 - 21
c ( x , y , z , t) = c0 ( x , y , z , t)
棱柱 单 元 , 通 风 口
设在 1 号截面上 ,图
4 中的亮点为通风
口 ,密闭空间内气
体初 始 浓 度 为 : 0.
1kg/ m3 , 泄 漏 速 率
0. 5kg/ s , 扩 散 系 数
0. 5m2/ s ;对流速率 :
0. 5 kg/ s , 泄 漏 点 4
个(3 号截面 2 个泄
漏 点 , 14 号 截 面 2
(上接第 98 页)
参考文献 : [1 ] 桑梓勤 ,等. 天气怎样影响成像 [J ] . 红外与激光工程 ,1999 ,28
(3) . [2 ] 张敬贤 ,等. 激光与红外成像技术[ M] . 北京 :北京理工大学出
版社 ,1995. [3 ] 徐南容. 红外辐射与制导[M] . 北京 :国防出版社 ,1997. [4 ] 王学伟 ,等. 飞行目标动态红外图像的计算机生成 [J ] . 红外与
The Leakage Convention Diff usion Simulation in the Airtight Space under Ventilation Condition
WANG Xiao - ping ,QI Huan
( Institute of System Engineering , Huazhong University of Science and Technology , Wuhan Hubei 430074 ,China)
有限元法 (finite element analysis ,FEA) 的基本思想是将连 续的求解区域离散化为一组有限个且按一定方式相互联结 在一起的单元的组合体 。由于单元能按不同的联结方式进 行组合 ,且单元本身又可以有不同形状 ,因此可以模型化几 何形状复杂的求解域 。运用有限元法首先需要对密闭空间 进行物理建模 ,然后进行有限元剖分 ,我们运用大型有限元 分析软件 ANSYS 建立所求的密闭空间的物理模型 ,有限元选 用六节点三棱柱 ,图 1 所示为所建密闭空间的物理模型的三 维图和截面图 。