室外管道燃氣泄漏擴散模擬與可視化研究.pdf

1、在天然氣開發(fā)利用的飛速發(fā)展中，城市天然氣輸送管網(wǎng)越來越復(fù)雜。城市天然氣管道往往分布在人口和建筑集中的區(qū)域，這使得城市天然氣成為事故最頻發(fā)、后果最嚴重的有毒可燃氣體之一。掌握天然氣泄漏擴散的規(guī)律可以對泄漏事故進行準(zhǔn)確的預(yù)測、評價和控制，降低天然氣管輸事故的發(fā)生。
　　 本文建立了室外管道天然氣的連續(xù)泄漏擴散模型，并從理論分析、計算模擬、三維顯示三個方面對其作了系統(tǒng)的研究。
　　 一、應(yīng)用氣體熱力學(xué)、動力學(xué)、湍流擴散的梯度理

2、論和統(tǒng)計理論，進行建模前的基礎(chǔ)分析。在高斯點源擴散模型的基礎(chǔ)上，考慮煙氣抬升高度等因素，采用移動煙團積分方法，建立了小風(fēng)靜風(fēng)條件下地面點源的天然氣連續(xù)泄漏擴散模型，模型分為無地面反射和有地面反射兩種情況。
　　 二、用數(shù)學(xué)軟件Matlab對模型做計算處理，用CFD軟件Fluent對同樣條件下的天然氣泄漏擴散進行數(shù)值模擬。兩種模擬結(jié)果的對比分析表明，所建立模型的擴散規(guī)律與求解流體數(shù)學(xué)偏微分方程組的擴散規(guī)律相符。
　　 三、

3、引入GIS分析軟件，對模型作三維可視化顯示。以ArcGIS9.3為平臺，以校園為可視化對象，利用二維GIS地形地貌數(shù)據(jù)構(gòu)建三維場景。將以泄漏源為中心的立體空間離散網(wǎng)格化，以所建立模型為理論基礎(chǔ)，借助Matlab計算天然氣擴散的濃度分布。在3DS Max粒子系統(tǒng)的支持下實現(xiàn)泄漏擴散的三維動態(tài)可視化。
　　 本文將大氣控制研究中的高斯模型應(yīng)用到燃氣擴散中。立足于重慶市的特殊氣象條件，建立了小風(fēng)靜風(fēng)下地面點源連續(xù)泄漏的天然氣擴散模型，