室外管道燃?xì)庑孤U(kuò)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(yán)重的有毒可燃?xì)怏w之一。掌握天然氣泄漏擴(kuò)散的規(guī)律可以對(duì)泄漏事故進(jìn)行準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)、評(píng)價(jià)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(kuò)散模型，并從理論分析、計(jì)算模擬、三維顯示三個(gè)方面對(duì)其作了系統(tǒng)的研究。
　　 一、應(yīng)用氣體熱力學(xué)、動(dòng)力學(xué)、湍流擴(kuò)散的梯度理

2、論和統(tǒng)計(jì)理論，進(jìn)行建模前的基礎(chǔ)分析。在高斯點(diǎn)源擴(kuò)散模型的基礎(chǔ)上，考慮煙氣抬升高度等因素，采用移動(dòng)煙團(tuán)積分方法，建立了小風(fēng)靜風(fēng)條件下地面點(diǎn)源的天然氣連續(xù)泄漏擴(kuò)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(duì)模型做計(jì)算處理，用CFD軟件Fluent對(duì)同樣條件下的天然氣泄漏擴(kuò)散進(jìn)行數(shù)值模擬。兩種模擬結(jié)果的對(duì)比分析表明，所建立模型的擴(kuò)散規(guī)律與求解流體數(shù)學(xué)偏微分方程組的擴(kuò)散規(guī)律相符。
　　 三、

3、引入GIS分析軟件，對(duì)模型作三維可視化顯示。以ArcGIS9.3為平臺(tái)，以校園為可視化對(duì)象，利用二維GIS地形地貌數(shù)據(jù)構(gòu)建三維場(chǎng)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(jì)算天然氣擴(kuò)散的濃度分布。在3DS Max粒子系統(tǒng)的支持下實(shí)現(xiàn)泄漏擴(kuò)散的三維動(dòng)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?xì)鈹U(kuò)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(diǎn)源連續(xù)泄漏的天然氣擴(kuò)散模型，