[發明專利]一種用于氣體泄露擴散的三維模擬方法及應急疏散方法

有效

• 申請號: 201410292896.5
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104091001B
• 公開（公告）日: 2018-04-17
• 發明（設計）人: 席學軍
• 申請（專利權）人: 中國安全生產科學研究院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/00
• 代理公司: 北京市清華源律師事務所11441
• 代理人: 沈泳,李贊堅

技術領域

本發明涉及氣體擴散模式領域，具體涉及一種用于氣體泄露擴散的三維模擬方法，本發明還涉及針對氣體泄露的應急疏散方法。

背景技術

目前有毒氣體的擴散應急模式都使用一般的煙羽擴散模式，所述經驗模型是采用數學公式近似模擬結果的方式，這種方法特點是快，缺點是對地表復雜的情況誤差很大，因為這種模式采用數學的方法對實驗過的類似現象進行擬合，而現實中存在千差萬別的實際情況，所以造成差較大，極大的影響到應急擴散模擬在應急體系中的發揮。例如在風向突然改變的情況下，氣體如何擴散，地面具有大量的高層建筑，風流場不穩定，如果確定氣體擴散的范圍等等，所述煙羽擴散模式均不能解決。

現階段，采用較多的是三維模擬技術，該技術能模擬較復雜情況。具體地，所述三維模擬技術包括三維有限單元計算數值模擬、三維風洞實驗模擬和其它材料的工程實驗模擬技術。該技術是實現科學規劃、應急體系優化設計、油田油氣安全開發、危險化學品安全生產、毒氣泄漏事故預警等任務中的一種有效的技術手段。該技術已成功應用于油氣田勘探設計，礦山、隧道、水利工程優化布局、化工和防治等多個領域，具有顯著的社會和經濟效益。但是普通三維模擬技術需要的計算時間長，在應急情況下，需要快速得出計算結果，所以該三維模擬技術又不能適應應急的需求。

現亟需一種新型技術來解決上述問題。

發明內容

本發明提供一種用于氣體泄露擴散的三維模擬方法，以解決現有三維模擬系統存在的上述問題。

本發明提供一種用于氣體泄露擴散的三維模擬方法，包括：獲取泄漏源的位置信息；根據所述泄漏源的位置，檢測該位置及周圍的氣象實時數據和泄漏源源強數據；將檢測到的氣象實時數據與風場數據庫中風場查詢數據進行比對查詢，從風場數據庫中獲取該泄漏源的風場數據；將上述風場數據及泄漏源源 強數據帶入氣體擴散公式，計算獲得氣體擴散場數據。

優選地，所述氣象實時數據包括風向實時數據和風速實時值；所述泄漏源源強數據包括泄漏源泄漏量、泄漏氣體組份。

可選地，所述風場數據庫中風場查詢數據包括風速查詢數據和風向查詢數據。

所述風速查詢數據是按照數值大小排列的一組數據；所述風向查詢數據是按照方向角度值的大小排列的一組數據；所述從風場數據庫中獲取該泄漏源的風場數據，具體是，風場數據庫中一個風速查詢數據和一個風向查詢數據共同對應一個風場數據，該數據為泄漏源的風場。

優選地，所述氣象實時數據為風速實時值，所述將檢測到的氣象實時數據與風場數據庫中風場查詢數據進行比對查詢，采用以下方式：

獲取風速實時值，判斷風場數據庫中是否有與該風速實時值相同的風速值，若判斷結果為是，則直接取相對應的風場數據。

若判斷結果為否，則先確定接近的兩個風速值，再將該接近的兩個風速值進行插分運算得出風場數據。

優選地，所述現場氣象數據為現場風向數據，所述將檢測到的氣象實時數據與風場數據庫中風場查詢數據進行比對查詢，采用以下方式：

獲取風向實時數據，判斷風場數據庫中是否有與該風向實時數據相同的風向數據，若判斷結果為是，則直接取相對應的風場數據。

若判斷結果為否，則找出接近的兩個風向數據，將接近的兩個風場數據進行矢量插分運算得出需要的風場數據。

優選地，所述風場數據是根據風速查詢數據、風向查詢數據得出的事先通過計算流體力學計算得出風場數據組。

優選地，所述氣體擴散公式是以基本守恒方程為基礎，利用計算流體力學、傳質學與傳熱學的原則確定的一個計算公式。

可選地，所述氣體擴散場數據包括隨時間變化的濃度場數據以及相應的安全區域、疏散區域、可用疏散時間。

可選地，所述氣象實時數據采用風向風速儀檢測。

可選地，所述風向風速儀設置在泄漏源的位置處和/或與泄漏源周圍的特定 檢測位置處。

本發明提提供一種針對氣體泄露的應急疏散方法，包括：計算獲得泄漏氣體的擴散場數據；根據所述擴散場數據確定疏散距離、疏散方向和可用疏散時間。其中，所述擴散場數據是采用所述的用于氣體泄露擴散的三維模擬方法得出。