城燃管道街道峡谷泄漏扩散CFD数值模拟

城市街道峡谷机动车排放氮氧化物扩散模拟
陈萌;韩相春
【期刊名称】《交通运输工程与信息学报》
【年(卷),期】2008(006)001
【摘要】为了研究风速、风向、环境温度、污染源以及建筑物距离等因素对街道峡谷中汽车排放污染物扩散影响特性,本文采用RNG k-ε湍流模型方程及污染物对流扩散方程对其进行了二维数值模拟,得到了街道峡谷中机动车排放氮氧化物的流场和浓度场,从而证明了风速、风向、环境温度、污染源与建筑物距离等因素对街道峡谷中汽车排放污染物扩散确有明显影响作用.
【总页数】9页(P38-45,50)
【作者】陈萌;韩相春
【作者单位】东北林业大学,交通学院,哈尔滨,150040;东北林业大学,交通学院,哈尔滨,150040
【正文语种】中文
【中图分类】X5111
【相关文献】
1.城市街道峡谷形状对燃气管道泄漏扩散影响CFD模拟 [J], 程浩力;张艺;林新宇;吕铖;张大凡
2.城市街道峡谷高架桥机动车污染物扩散的数值模拟 [J], 刘长虹;杨存攀;郑枫戈;何家隆;梁雨
3.城市街道峡谷内机动车排放污染物的扩散规律 [J], 张化天;谢绍东;张远航
4.兰州城区街道峡谷内流场及机动车排放污染物扩散规律研究 [J], 吕萍;袁九毅
5.城市街道峡谷内污染物扩散分布的数值模拟 [J], 程云章;黄远东;李文孟
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

城镇燃气管道泄漏扩散模型及数值模拟
赵然
【期刊名称】《化工设计通讯》
【年(卷),期】2017(043)010
【摘要】针对城镇燃气管道泄漏预防与综合评价中必须要用到的泄漏模型,分析了泄漏源模型、扩散模型、及数值模拟,以此为确保城镇燃气管道运行安全提供依据.【总页数】1页(P166)
【作者】赵然
【作者单位】北京建筑大学,北京 100044
【正文语种】中文
【中图分类】TE88
【相关文献】
1.城镇燃气管道泄漏扩散模型及数值模拟 [J], 程浩力;刘德俊
2.两种颗粒湍流扩散模型数值模拟气液两相流泄漏扩散的比较 [J], 李萍;丁珏;翁培奋
3.基于FLUENT的城镇燃气管道泄漏扩散模拟研究 [J], 罗明伟;段枷亦;汪双星
4.高压天然气非恒定速率泄漏扩散数值模拟研究 [J], 程方明;张安邦;王焘;罗振敏;王涛;陈言
5.低温干式接头密封失效泄漏扩散数值模拟 [J], 董顺;马杨;王新闻
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速，城市燃气管道作为城市基础设施的重要组成部分，其安全性和稳定性对于保障城市正常运转至关重要。

然而，由于管道老化、外力破坏、地质变化等多种因素的影响，燃气管道泄漏事故时有发生，给人民生命财产安全带来严重威胁。

因此，对城市燃气管道泄漏扩散流场模型的研究具有重要的现实意义。

本文旨在通过建立精确的流场模型，为预防和应对燃气管道泄漏事故提供理论依据和技术支持。

二、燃气管道泄漏扩散的物理基础燃气管道泄漏扩散是一个复杂的物理过程，涉及到流体动力学、热力学、化学等多个领域的知识。

当燃气管道发生泄漏时，泄漏出的燃气在空气中扩散，形成一定的流场。

这个流场受到多种因素的影响，包括燃气性质、环境条件、泄漏口大小和形状等。

因此，建立准确的流场模型需要对这些因素进行综合考虑。

三、流场模型的建立与研究方法（一）模型建立为了更好地研究燃气管道泄漏扩散的流场特性，我们需要建立一个合理的流场模型。

该模型应该能够反映出燃气泄漏后在不同环境条件下的扩散规律，包括泄漏源的强度、泄漏口的大小和形状、环境风速、温度等因素。

通过综合考虑这些因素，我们可以使用计算流体动力学（CFD）等方法来建立三维流场模型。

（二）研究方法在建立流场模型的过程中，我们需要采用多种研究方法。

首先，可以通过实验室模拟实验来验证模型的准确性。

其次，利用现场监测数据对模型进行校准和验证。

此外，还可以采用数值模拟的方法，通过计算机对流场进行模拟和分析。

这些方法可以相互补充，提高模型的准确性和可靠性。

四、流场模型的特性分析（一）泄漏源强度的影响泄漏源强度是影响流场特性的重要因素之一。

当泄漏源强度较大时，燃气扩散速度较快，扩散范围较广。

反之，当泄漏源强度较小时，燃气扩散速度较慢，扩散范围相对较小。

因此，在建立流场模型时需要考虑不同泄漏源强度对流场的影响。

（二）环境因素的影响环境因素如风速、温度等也会对流场特性产生影响。

化工能源化 工 设 计 通 讯Chemical EnergyChemical Engineering Design Communications·189·第46卷第2期2020年2月天然气管道发生泄漏会造成一定的危险性，很有可能造成爆炸等危害性极大的事故[1]。

通过对泄漏气体扩散之后危险范围的研究，可以确定天然气泄漏扩散形成的危险区域。

天然气为易燃易爆，有毒有害混合物，一旦泄漏扩散，极易引起爆炸燃烧事故，造成人员伤亡[2]。

对于天然气管道泄漏扩散的数值模拟可以准确预测泄漏扩散范围和危险区域，为决策者及时有效地疏散居民并采取适当的救援措施提供科学指导。

1 数值模拟建立模型及边界条件设置建立几何模型时，设置道路总宽24m ，建筑物高30m ，天然气管道敷设在人行道中央，距离右侧建筑物2m 。

沿道路敷设的天然气管道因第三方破坏而断裂，导致在地面处发生天然气泄漏。

简化上述模型，设置泄漏口圆心距离坐标原点85m ，泄漏口附近压力梯度变化极大，所以在泄漏口划分的网格采用加密处理，以确保有较好的计算精度。

此次模拟的管道压力为0.4MPa ，管道内径为0.2m ，故泄漏孔径设为0.2m ，即管道完全断裂。

据文献[3]计算得到泄漏量为5.75kg/s ，出口边界与大气相连，定义为压力出口，环境温度为15℃。

2 模拟结果分析2.1 泄漏时间在不考虑风速的前提下，基于上述模型和边界条件进行模拟计算，得出天然气泄漏扩散后甲烷体积分数随时间的变化见图1（图1a~图1c ）中，水平方向数值表示到原点的距离，竖直方向数值表示高度，单位为m ；色阶图表示甲烷体积分数）。

（a ）t =0.1s （b ）t =3s （c ）t =6s图1 甲烷体积分数随时间的变化由图1a 可知，t =0.1s 时建筑物对泄漏扩散没有影响，射流轴线两侧压力保持平衡。

t =3s 时由于建筑物的影响，射流中心线右侧没有足够的空间，而左侧天然气气流不断卷吸周围的空气，带动周围空气进入边界层向射流中心扩展，增加边界层厚度，使过流断面沿射程逐渐增大，由于重力与浮力的不平衡作用，无法形成对称射流，射流中心线向右侧倾斜。

城燃管道街道峡谷泄漏扩散CFD数值模拟程浩力;刘德俊;刘倩倩;高忠杰;姜东方;邓宗竹;李明德【期刊名称】《石油化工高等学校学报》【年(卷),期】2011(024)004【摘要】城市燃气管道的安全时常受到市政建设的威胁而破坏,与天然气管线野外泄漏的情况不同的是,市区复杂的建筑环境会对气体的扩散情况造成干扰,严重危害人员财产安全.选择CFD数值模拟法,对城市街道峡谷内燃气管线的扩散泄漏进行了分析.基于二维街道峡谷断面模型,对截断阀关闭前后燃气泄漏扩散的基本规律进行了分析研究.数值模拟结果表明,风对燃气的扩散起主导作用,街道峡谷内形成的独立而稳定的涡旋气流场会使燃气聚集并且难以扩散.【总页数】4页(P60-63)【作者】程浩力;刘德俊;刘倩倩;高忠杰;姜东方;邓宗竹;李明德【作者单位】辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺 113001;中国石油集团工程设计有限责任公司北京分公司,北京 100085;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺 113001;北京科技大学土木与环境工程学院,北京 100083;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺 113001;中国船舶燃料大连有限公司,辽宁大连 116600;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺 113001;辽宁石油化工大学石油天然气工程学院,辽宁抚顺 113001【正文语种】中文【中图分类】TE832【相关文献】1.街道峡谷内燃气管道泄露扩散模拟分析 [J], 郝安佳;吴琦;杜强;李素2.城市街道峡谷形状对燃气管道泄漏扩散影响CFD模拟 [J], 程浩力;张艺;林新宇;吕铖;张大凡3.街道峡谷内燃气管道泄露扩散模拟分析 [J], 郝安佳;吴琦;杜强;李素4.中缅油气管道德宏段发生管道泄漏扩散或火灾事故的救援对策 [J], 杨德明;5.城燃企业管道工程项目成本控制浅谈 [J], 叶剑因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

城镇地下燃气管道泄漏及大气空间扩散的数值模拟研究摘要：由于我国燃气不断的发展和广泛应用，城市燃气管线网络越来越十分复杂。

由于城市燃气管道网络一般布设于建筑物或者人口稠密地方，所以一旦燃气管道网络泄露造成火灾事故，将会对城市建设和民众人身安全带来严重损失。

经过理论分析，形成了城市燃气管线泄露扩散模式。

CFD数据仿真与实测证明，试验结论与仿真结果都在规定误差范围内，掌握燃气泄露扩散规律，能够正确预报，评估与管理泄露事件，进而降低燃气管道事件的发生率。

关键词：地下燃气管道；管道泄露；大气空间扩散；数值模拟引言天然气管线的爆破过程的研究，在实际中有着十分重大的现实意义。

通过利用计算机的信息技术、模型、爆炸学、热学、流体分析力学，形成了有关县城、乡镇天然气管线网络发生泄露的模型及其扩散的模拟，并利用CFD等数值应用软件模拟实际情景并加以运算，利用计算分析管网泄漏及发生蔓延的实际规律，从而解析出管线蔓延、泄露及发生危害的主要区域。

并通过相关的软件系统对仿真得出结论后进行进一步检验，以便得到更精确、快速的CFD仿真分析计算方法，从而最终得到了管线泄漏防范、紧急处置的理论基础。

一、CFD数值模拟手段及过程（一）CFD应用软件综述使用CFD软件进行的数据处理要分下列过程：（1）进行资料预处理工作；（2）进行求和；（3）完成了最后的处理，并分别由预处理器FLUENT，求解器GAMBIT以及最后处理器TECPLOT计算。

（二）流体力学计算求解过程流体力学的求解过程一般为：（1）确定需要计算的相关目标。

确定想要经过计算得到需要的结果；（2）选择最佳的模型计算。

使用简化物理模拟模型，确定了区域估计和区域计算的标准条件；（3）用FLUENT确定所需要的物理量模型，如已确定的物理量模型，可以判断其状态是非平衡或稳态，并确定模型中如何实现能量的传递；（4）明确操作过程。

明确是否能够应用现有算法与公式进行求解，在求解的过程中是否进行参数的修改或者添加。

《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》篇一一、引言随着城市化进程的加快，城市燃气管道作为城市基础设施的重要组成部分，其安全性和稳定性日益受到关注。

燃气管道泄漏事故不仅可能导致财产损失，还可能危及公共安全。

因此，对城市燃气管道泄漏扩散流场模型的研究具有重要的现实意义。

本文旨在探讨城市燃气管道泄漏后的扩散流场模型，为预防和控制燃气泄漏事故提供理论依据。

二、燃气管道泄漏扩散流场模型概述燃气管道泄漏扩散流场模型主要研究的是燃气从泄漏点开始，在外部环境中的扩散和流动过程。

这一过程涉及到多种物理因素，包括气体动力学、热力学、流体力学等。

通过建立数学模型，可以模拟和分析燃气泄漏后的扩散流场，为预测和评估泄漏事故的影响提供依据。

三、模型建立及研究方法（一）模型假设与参数设定在建立模型时，我们做出以下假设：燃气管道的材质、管径、压力等参数在一定时间内保持不变；外部环境条件如风速、温度、气压等在一定范围内波动；泄漏点位置和泄漏速率已知。

基于这些假设，我们设定了相关的物理和化学参数。

（二）数学模型构建根据流体动力学原理，我们构建了燃气泄漏扩散的数学模型。

模型包括泄漏源的模拟、气体扩散过程的模拟以及环境因素对扩散的影响等。

通过求解偏微分方程，可以得出燃气在空间中的浓度分布和流场变化。

（三）数值模拟与实验验证利用计算机软件进行数值模拟，我们可以观察到燃气泄漏后的扩散过程。

同时，通过实验验证，我们可以检验模型的准确性和可靠性。

将模拟结果与实际观测数据进行对比，可以评估模型的适用性和预测能力。

四、模型应用及分析（一）预测与评估通过燃气管道泄漏扩散流场模型，我们可以预测燃气泄漏后的扩散范围、浓度分布以及可能的影响。

这有助于评估泄漏事故的严重程度，为制定应急预案提供依据。

（二）风险防控根据模型的预测结果，我们可以制定相应的风险防控措施。

例如，在易发生泄漏的区域加强监控，及时发现在役管道的损伤和老化问题；制定应急预案，提高应急响应能力等。

《城市燃气管道泄漏扩散流场模型研究》篇一一、引言随着城市化进程的加速，城市燃气管道系统在为人们提供生活所需的燃气能源时，也面临着管道泄漏的风险。

为了确保城市安全、保障民生需求，对燃气管道泄漏后的扩散流场进行研究，就显得尤为重要。

本文通过对城市燃气管道泄漏扩散流场模型的构建和分析，力求探索出科学、准确的模拟预测方法和措施建议，以期对相关行业的安全和风险管理提供指导性建议。

二、研究背景及意义随着城市燃气管道网络的日益复杂化，管道泄漏事故时有发生。

一旦发生泄漏，不仅可能造成财产损失，还可能对居民的生命安全构成威胁。

因此，对燃气管道泄漏后的扩散流场进行研究，具有极高的实际意义。

它不仅可以提高管道泄漏预警的准确率，减少泄漏事故的发生率，还可以为后续的应急救援工作提供有力的科学依据。

三、模型构建及方法论基础1. 理论依据- 流体力学原理：分析气体泄漏后如何在管道及周围环境中扩散、流动等特性。

- 守恒定律：如质量守恒、能量守恒等，用于描述泄漏过程中的物理变化。

- 数值模拟方法：采用计算流体动力学（CFD）等数值模拟技术，构建泄漏扩散流场模型。

2. 模型构建- 模型假设：考虑管道材质、管径、埋设深度、土壤类型等影响因素。

- 模型框架：建立三维流场模型，包括泄漏源、扩散过程及环境因素等。

- 参数设置：根据实际数据和实验结果，设定模型中的关键参数。

四、模型应用与结果分析1. 模拟实验与实际案例对比- 选取典型的燃气管道泄漏案例，进行模拟实验和实际数据的对比分析。

- 分析模型的准确性和适用性，以及在不同条件下的模拟效果。

2. 影响因素分析- 分析管道材质、管径、工作压力等对泄漏扩散的影响。

- 探讨土壤类型、气象条件等环境因素对流场扩散的影响程度。

3. 结果解读- 根据模拟结果，分析泄漏后的扩散范围、速度及潜在风险区域。

- 提出针对性的安全防护措施和应急救援建议。

五、讨论与展望1. 模型优化方向- 针对模型中的不足和误差，提出优化方向和改进措施。

城镇埋地燃气管道泄漏扩散的流场数值模拟城镇埋地燃气管道泄漏扩散的流场数值模拟引言：随着城镇化进程的加快，天然气已经成为我国的主要能源之一。

然而，燃气管道的泄漏事故时有发生，给城镇居民和环境带来了巨大的安全隐患。

因此，研究燃气泄漏的扩散规律，对于提高城镇燃气管道的安全运行具有重要意义。

本文将通过数值模拟，探究城镇埋地燃气管道泄漏扩散时的流场特性及影响因素。

方法：本研究采用计算流体力学（CFD）方法，建立了城镇埋地燃气管道泄漏扩散的数值模型。

模拟计算采用了RANS（Reynolds Average Navier-Stokes）方法，通过对流动场和浓度场的计算，获得了泄漏气体的流场特性及浓度分布。

在模拟中，考虑了多重因素对泄漏扩散行为的影响，包括环境风速、管道周围建筑物的遮挡效应和地面粗糙度等。

结果：模拟结果显示，泄漏气体在管道附近形成了一个较为明显的流动区域。

在周围建筑物遮挡的情况下，这个区域明显受到了阻碍，泄漏气体扩散速度较慢。

与此同时，环境风速的增加对泄漏扩散具有显著影响，较高的风速会加速泄漏气体的扩散。

地面粗糙度也会导致泄漏气体的速度下降，但其影响相对较小。

讨论：城镇燃气管道泄漏扩散的流场特性与泄漏源的位置、周围建筑物的布局以及环境风速等因素密切相关。

在设计和建设燃气管道时，应充分考虑以上因素，减少泄漏事故的发生可能性。

此外，合理的安置泄漏检测装置和应急处理设施，对于及时发现和应对管道泄漏具有重要意义。

结论：通过数值模拟，我们可以模拟城镇埋地燃气管道泄漏扩散的流场特性，并揭示了多个因素对泄漏扩散的影响。

这些结果对于提高城镇燃气管道的安全性具有重要意义。

在今后的研究中，可以进一步考虑更多的因素，提高数值模拟的精度，并结合实地观测数据进行验证，以更好地指导管道设计和安全管理工作通过数值模拟研究，我们成功获得了城镇埋地燃气管道泄漏气体的流场特性和浓度分布。

结果显示，在考虑多重因素的情况下，包括环境风速、周围建筑物的遮挡效应和地面粗糙度等，泄漏气体在管道附近形成了一个明显的流动区域。