[发明专利]一种用于气体泄露扩散的三维模拟方法及应急疏散方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体扩散模式领域，具体涉及一种用于气体泄露扩散的三维模拟方法，本发明还涉及针对气体泄露的应急疏散方法。

背景技术

目前有毒气体的扩散应急模式都使用一般的烟羽扩散模式，所述经验模型是采用数学公式近似模拟结果的方式，这种方法特点是快，缺点是对地表复杂的情况误差很大，因为这种模式采用数学的方法对实验过的类似现象进行拟合，而现实中存在千差万别的实际情况，所以造成差较大，极大的影响到应急扩散模拟在应急体系中的发挥。例如在风向突然改变的情况下，气体如何扩散，地面具有大量的高层建筑，风流场不稳定，如果确定气体扩散的范围等等，所述烟羽扩散模式均不能解决。

现阶段，采用较多的是三维模拟技术，该技术能模拟较复杂情况。具体地，所述三维模拟技术包括三维有限单元计算数值模拟、三维风洞实验模拟和其它材料的工程实验模拟技术。该技术是实现科学规划、应急体系优化设计、油田油气安全开发、危险化学品安全生产、毒气泄漏事故预警等任务中的一种有效的技术手段。该技术已成功应用于油气田勘探设计，矿山、隧道、水利工程优化布局、化工和防治等多个领域，具有显著的社会和经济效益。但是普通三维模拟技术需要的计算时间长，在应急情况下，需要快速得出计算结果，所以该三维模拟技术又不能适应应急的需求。

现亟需一种新型技术来解决上述问题。

发明内容

本发明提供一种用于气体泄露扩散的三维模拟方法，以解决现有三维模拟系统存在的上述问题。

本发明提供一种用于气体泄露扩散的三维模拟方法，包括：获取泄漏源的位置信息；根据所述泄漏源的位置，检测该位置及周围的气象实时数据和泄漏源源强数据；将检测到的气象实时数据与风场数据库中风场查询数据进行比对查询，从风场数据库中获取该泄漏源的风场数据；将上述风场数据及泄漏源源 强数据带入气体扩散公式，计算获得气体扩散场数据。

优选地，所述气象实时数据包括风向实时数据和风速实时值；所述泄漏源源强数据包括泄漏源泄漏量、泄漏气体组份。

可选地，所述风场数据库中风场查询数据包括风速查询数据和风向查询数据。

所述风速查询数据是按照数值大小排列的一组数据；所述风向查询数据是按照方向角度值的大小排列的一组数据；所述从风场数据库中获取该泄漏源的风场数据，具体是，风场数据库中一个风速查询数据和一个风向查询数据共同对应一个风场数据，该数据为泄漏源的风场。

优选地，所述气象实时数据为风速实时值，所述将检测到的气象实时数据与风场数据库中风场查询数据进行比对查询，采用以下方式：

获取风速实时值，判断风场数据库中是否有与该风速实时值相同的风速值，若判断结果为是，则直接取相对应的风场数据。

若判断结果为否，则先确定接近的两个风速值，再将该接近的两个风速值进行插分运算得出风场数据。

优选地，所述现场气象数据为现场风向数据，所述将检测到的气象实时数据与风场数据库中风场查询数据进行比对查询，采用以下方式：

获取风向实时数据，判断风场数据库中是否有与该风向实时数据相同的风向数据，若判断结果为是，则直接取相对应的风场数据。

若判断结果为否，则找出接近的两个风向数据，将接近的两个风场数据进行矢量插分运算得出需要的风场数据。

优选地，所述风场数据是根据风速查询数据、风向查询数据得出的事先通过计算流体力学计算得出风场数据组。

优选地，所述气体扩散公式是以基本守恒方程为基础，利用计算流体力学、传质学与传热学的原则确定的一个计算公式。

可选地，所述气体扩散场数据包括随时间变化的浓度场数据以及相应的安全区域、疏散区域、可用疏散时间。

可选地，所述气象实时数据采用风向风速仪检测。

可选地，所述风向风速仪设置在泄漏源的位置处和/或与泄漏源周围的特定 检测位置处。

本发明提提供一种针对气体泄露的应急疏散方法，包括：计算获得泄漏气体的扩散场数据；根据所述扩散场数据确定疏散距离、疏散方向和可用疏散时间。其中，所述扩散场数据是采用所述的用于气体泄露扩散的三维模拟方法得出。