地下坑道油气泄漏数值模拟与实验研究

为了研究受限空间油气泄漏的运动规律,及时有效地查明事故隐患,预报和预防各类事故的发生,以挽救人民的生命财产,基于对油气泄漏的分析,建立了油气泄漏的仿真模型.采用压力和速度耦合场的SIMPLE算法,完成了地下坑道油气泄漏过程的数值模拟研究,数值模拟结果与实验结果吻合较好.研究发现,地下坑道的油气泄漏可分为4个阶段:孕育阶...     

拱顶罐量油孔油气逸出及扩散数值模拟

为了模拟拱顶罐量油孔油气逸出及逸出后的扩散过程,基于k-ε湍流理论建立了拱顶罐量油孔油气逸出扩散控制方程组,采用数值模拟方法重点讨论了不同罐内压力条件下油气逸出速度和量油孔附近油气浓度的变化.模拟结果表明罐内压力随时间变化与已有理论推导结果吻合;由于罐内正压,油气逸出速度很大,并且均在1 s左右达到峰值;在距离量油孔孔口2 m范围内,油气浓度偏高,无论是从安全、环保还是从人员健康方面考虑,都应采取措施降低油气浓度.     

油料洞库油气爆炸抑制数值模拟

根据受限空间油气爆炸及抑爆过程的发展规律和机理以及爆炸燃烧和抑爆的特点,建立了基于分步反应控制机理的爆炸燃烧及抑爆模型,解决了爆炸及抑爆发展过程中火焰和压力波相互耦合机制,克服了化学反应与多相流动耦合时计算和存储方面的困难,缓解了控制方程求解时的"刚性",数值仿真结果与实验吻合较好。研究显示,火焰在传播过程中,由于受到湍流和气体流动影响,形状不断发生变化,不是一直加速传播的,而是呈一定波动范围加速传播的;在狭长受限空间内,油气混合物的爆炸压力和火焰速度会大幅升高,不加以抑制将导致严重的破坏后果;在抑爆区由于抑爆剂强烈的物理、化学抑制作用以及两相间进行的能量和动量交换,充满抑爆区的抑爆剂云(雾)能很好地阻断爆炸燃烧火焰的持续传播,从而使爆炸压力失去油气持续燃烧所提供能量的补充而迅速衰减,爆炸传播迅速得到抑制。     

FLUENT用于大气污染扩散的数值模拟

从模型建立、网格生成、基本方程及附加模型几个方面叙述了FLUENT求解大气污染扩散问题的步骤。在此基础上对模拟计算中初始边界条件的设定、收敛性与稳定性、模型后处理等问题作出分析,并以FLUENT对典型工业园区大气污染扩散过程的数值模拟为例证明了FLUENT解决大气污染扩散问题的适用性,为解决此类问题提供参考。     

竖直狭缝内泡沫材料火蔓延的数值模拟研究

用FDS软件对泡沫材料在竖直狭缝内的火蔓延进行模拟计算。计算结果表明竖直火蔓延速度在狭缝宽度为6 cm时最大,而4 cm和8 cm情况下大约相同。对不同时刻壁面火焰的高度数据进行线性拟合,得出狭缝内泡沫层燃烧的火焰高度和单位宽度热释放速率关系为幂次的函数关系,其形式和前人的结论公式基本相同。但是,由于狭缝的作用和点火源的形式不同而存在一个单位宽度热释放速率校正的参数b。同时,由于通风受限,相对于开放空间,狭缝空间内火焰的高度随热释放速率的增加增长较慢。     

油料洞库坑道油气蔓延规律与特性模拟实验研究

油料洞库储存着大量的易燃易爆油品,防火防爆工作是油库安全工作的核心.对单侧洞口油料洞库狭长地下坑道中的油气蔓延过程进行了模拟实验研究,研究结果表明:油气在狭长地下坑道中的蔓延过程大致可分为4个阶段:开始阶段、增长阶段、发展阶段、稳定阶段;蔓延呈明显的分层流动现象,且在发展阶段中处于稳定的分层蔓延;油料洞库的坑道结构对油...     

密闭空间战斗部爆炸冲击波的数值模拟

地下目标腔室具有明显的“封闭效应”,通过分析典型地下目标的结构特点,构建了战斗部在某一单体目标内部爆炸的有限元模型,采用ALE算法实现了冲击波对设备的力学加载.研究表明,该方法能够有效模拟冲击波的反射、绕流、衍射等现象,所得结论可为地下目标的结构设计和设备的有效防护提供依据.     

有毒云团在复杂地形上的数值模拟

针对挖掘回收和销毁日本遗弃在中国的化学武器发生毒剂泄或毒剂弹殉爆,评估对人员和环境的危害,建立了CDM模式,应用桑建国等建立的北京大学大气环境模式（PUMA）得出气象场驱动CDM模式,模拟出浓度场和各种剂量场。CDM模式的建立是大气散模式新的发展。拓宽了大气扩散模式的应用领域。     

油罐油气惰化置换过程数值模拟研究

基于对油罐惰气置换原理的分析,建立了油气惰化置换过程的紊流模型,采用压力和速度耦合场的PISO算法,完成了油罐惰气置换过程的数值模拟研究。用原型实验数据对模型进行了验证,经验证对比表明模型与实验结果吻合较好。进一步研究表明,对于3 000 m^3的油罐,约整个置换过程的前9 600 s,罐内气体处于爆炸燃烧范围,置换约9 600 s后油罐已处于安全状态;＂置换死角＂出现在靠近燃惰气进口两侧的中央偏下位置;罐内各气体组分除在靠近燃惰气进口一侧的较小空间内对流扩散速度较大外,其他大部分位置各气体组分对流扩散速度较小。这些结论将为油气惰化置换过程的进一步优化提供一定的参考依据。     

联合战役油料输送系统模拟模型及优化研究

油料输送是联合战役油料保障中的重要环节,其本质是一个受多种随机因素影响的复杂过程。以运筹学的排队论为建模指导思想,将联合战役油料输送视为一个由多个子系统组成的排队系统,在这一系统中有活动实体(油料)在其中流动。对此动态过程进行模拟分析,结合优化技术,定量分析各种输送方案的军事经济效益,为组织计划联合战役油料输送提供有效的决策支持。     

顶部开口条件下油罐油气爆炸数值模拟

根据油罐油气爆炸特性,基于RNG k-ε湍流模型、Finate-Rate/Eddy-Dissipation化学反应模型和相应的控制方程,采用SIMPLE算法对顶部开口条件下油气爆炸发生与发展过程进行了数值模拟。基于数值模拟结果分析了顶部开口条件下油罐油气爆炸罐外超压和火焰特征,与实验结果吻合良好,该模型可以用来预测顶部开口条件下油罐油气爆炸强度。     

商业综合体室内步行街烟气控制措施有效性数值模拟研究

以实现商业综合体室内步行街＂准安全区＂为目标,对自然排烟和机械排烟两种烟气控制措施的有效性进行数值模拟研究。采用FDS和Building-Exodus模拟方法,在两种烟气控制措施下分别计算商业综合体室内步行街内的危险临界值TASET和人员安全疏散需要时间TRSET。研究结果表明：适当的烟气控制措施是＂准安全区＂实现的充分条件,在同等条件下,自然排烟的有效性优于机械排烟。计算结果表明,自然排烟面积与排烟效果成正比。研究证明,若将自然排烟和机械排烟相结合,可以有效应对火灾时多种不利情况,增强排烟的可靠性。     

超声兰姆波在储罐底部传播的数值模拟研究

选择仅有切向位移分量的S2超声兰姆波模式,分别对其在自由单层钢板、有罐壁但无液体负载的单层钢板和有罐壁且有液体负载的单层钢板中的传播规律进行了数值模拟研究.计算结果表明,尽管罐壁和液体负载对超声兰姆波的传播行为产生了一定程度的影响,但仍可保证S2超声兰姆波模式的时域脉冲信号传播较远的距离.研究结果为采用超声兰姆波检测储...     

受限空间雾化射流降温与加湿作用数值分析

以雾化射流预防、控制受限空间内油气热安全事故为工程背景,综合可压缩流场控制方程、k-ε湍流模型、粒子动力学模型与相变传热模型,构建了描述受限空间内雾化射流降温与加湿作用的数值分析模型。借助Fluent流体动力学仿真软件,以1 600 mm×200 mm二维狭长受限空间中不同工况的雾化射流为算例,对雾化射流降温与加湿过程进行了数值模拟,并探讨了雾化射流流量与粒径的不同对上述作用的影响。所得结果为进一步探究雾化射流降温与加湿行为,推进雾化射流在热安全防护领域的工程应用提供借鉴和参考。     

油库储油区燃烧爆炸事故树分析

针对油库储油区安全管理点多面广的特点,分析储油区燃烧爆炸事故的相关影响因素和条件,建立完善的事故树模型。通过定性分析理清燃烧爆炸事故与基本事件之间的逻辑关系,定量分析获得各项基本事件的结构重要度排序,找出储油区存在燃烧爆炸隐患的重点部位,制订科学合理的安全信息监控点设置策略,为油库安全管理手段向信息化迈进提供决策依据。