[发明专利]一种室内可燃气体约束泄爆数值计算域长度尺寸的确定方法

权利要求书

1.一种室内可燃气体约束泄爆数值计算域长度尺寸的确定方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、通过实验或文献调研获取与数值研究模型的尺度类似的爆炸超压实验数据；

步骤2、利用数值仿真软件建立约束泄爆物理模型，并根据待研究房间的尺寸在泄爆口外部设计不同长度尺寸的计算域用于开展数值分析；

其中，在所述步骤2中，建立约束泄爆物理模型的过程具体为：

将待研究房间的物理模型设为长方体，其尺寸表示为：

式中，M_room表示房间物理模型尺寸；l表示房间的长度；w表示房间的宽度；h表示房间的高度；

则计算域尺寸表示为：

式中，M_computation表示计算域尺寸；l_out表示房间泄爆口外部计算域尺寸；W表示计算域的宽度；H表示计算域的高度；

且每次计算过程利用房间模型以及计算域尺寸建立约束泄爆物理模型，并进行仿真计算；

所述根据待研究房间的尺寸在泄爆口外部设计不同长度尺寸的计算域用于开展数值分析，具体包括：

以房间长度尺寸的1/n等份长度的m倍作为外部计算域选取时的参考标准，具体表示为：

式中，m和n均为整数，在计算过程中根据房间长度灵活取值；

步骤3、利用所建立的约束泄爆物理模型开展数值仿真，分别获得不同长度尺寸的计算域下的相关爆炸超压实验数据；

步骤4、将步骤3获得的数据结果与步骤1的实验数据结果进行对比，获得相对误差最小时的计算域长度尺寸，具体过程为：

根据数值仿真结果获取不同计算域时的室内峰值超压，并与步骤1中获得的室内峰值超压进行对比，检验各组数据与实验结果的相对误差分布，拟选出合适的外部计算域长度尺寸S1；

根据数值仿真结果获取不同计算域时的超压曲线上的最大振荡幅值，并与步骤1中获得的最大振荡幅值进行对比，检验各组数据与实验结果的相对误差分布，拟选出合适的外部计算域长度尺寸S2；

根据数值仿真结果获取不同计算域时的超压曲线，并与步骤1中获得的超压曲线进行对比，检验各组数据超压曲线上的振荡效应是否充分展示外部气体动力学效应，拟选出合适的外部计算域长度尺寸S3；

根据数值仿真结果获取不同计算域时的泄爆口附近的峰值超压曲线，并与步骤1中获得的峰值超压曲线进行对比，检验各组数值计算的峰值超压曲线是否随着计算域尺寸增加而趋于稳定，拟选出合适的外部计算域长度尺寸S4；

根据数值仿真结果获取不同计算域时的火焰速度，并与步骤1中获得的火焰速度进行对比，拟选出合适的外部计算域长度尺寸S5；

步骤5、根据步骤4所获得的计算域长度尺寸确定泄爆口外部计算域长度尺寸l_out，再加上待研究房间的长度尺寸l，获得整个计算域长度尺寸L＝l_out+l。

2.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，所述爆炸超压实验数据包括：

室内峰值超压、超压曲线上的最大振荡幅值、不同位置的超压曲线、室内峰值超压曲线和火焰速度。

3.根据权利要求1所述的确定方法，其特征在于，在所述步骤4中，在获得相对误差最小时的计算域长度尺寸时，还同时综合外部二次爆炸、Helmholtz振荡、Taylor不稳定性带来的气体动力学效应，最终确定计算域长度尺寸。