[发明专利]气载放射性核素长距离迁移拉格朗日粒子扩散计算方法

权利要求书

1.一种气载放射性核素长距离迁移拉格朗日粒子扩散计算方法，包括如下步骤：

1)获取天气预报数据、地形数据及模式参数；天气预报数据两个水平风分量u和v、一个垂直风分量w、温度T、湿度的三维场；模式参数包括释放源项参数和设定区域范围；

2)空间坐标和时间坐标变换；

3)调用风场；

4)通过积分粒子运动的拉格朗日方程，计算粒子运行轨迹；x_i(t+Δt)＝x_i(t)+v_i(x_i(t),t)Δt+v′_i(x_i(t),t)Δt+v″_i(x_i(t),t)Δt i＝1,2,3

其中，x_i为粒子的三维坐标分量；v_i为平均风速分量v′_i为湍流脉动速度分量(u′,v′,w′)；v″_i为中尺度风脉动速度分量(u″,v″,w″)；t为时间序列；Δt为时间步长；

5)计算放射性衰变和干、湿沉积；

6)统计粒子密度、计算网格浓度；

7)考虑粒子分裂条件，跟踪所有粒子，检查是否有新粒子产生，如果有新粒子产生，返回步骤3)，继续计算；如果没有新粒子产生，结束计算。

2.如权利要求1所述的气载放射性核素长距离迁移拉格朗日粒子扩散计算方法，其特征是：步骤2)中，所述空间坐标和时间坐标变换是将等压层气象数据转换为随地笛卡尔坐标。

3.如权利要求1所述的气载放射性核素长距离迁移拉格朗日粒子扩散计算方法，其特征是：步骤4)中，对运行轨迹中湍流参数和中尺度风脉动参数确定；湍流参数，采用Hanna提出的参数化方法，即根据边界层参数混合层高度h、莫宁-奥布霍夫长度L、对流速度尺度w_*、粗糙长度z₀和摩擦速度u_*来计算；中尺度风脉动参数，根据Maryon提出的方法，通过假定中尺度风速脉动与Hanna参数化方法覆盖的湍流脉动无关，解一个独立的拉格朗日方程来计算，所用到的时间尺度和速度的方差是通过对一个测站的风观测时间序列进行谱分析得到。

4.如权利要求1所述的气载放射性核素长距离迁移拉格朗日粒子扩散计算方法，其特征是：步骤5)中，所述放射性衰变通过下列公式计算：N(1)＝N(0)*0.5^Δt*λ，

其中，N(1)为衰减后的放射性物质量；N(0)为衰减前的放射性物质量；△t为衰变时间；λ为衰变常数。

5.如权利要求1所述的气载放射性核素长距离迁移拉格朗日粒子扩散计算方法，其特征是：步骤5)中，所述干、湿沉积通过下列公式计算：C_d＝C*V_d，

其中，C_d为沉降后的浓度；C为空气浓度；V_d为沉降速度。

6.如权利要求1所述的气载放射性核素长距离迁移拉格朗日粒子扩散计算方法，其特征是：步骤6)中，所述网格浓度通过下列公式计算：Ck=QN·TΣi=1NNik·Δt/Vk,]]>

其中，Q，释放的放射性活度；N，释放的粒子总数；T，所有粒子扩散时间的总和；N_ik，第i个粒子在k网格中穿行时间内的时间步数；Δt，时间步长；V_k，网格k的体积。