[发明专利]Calpuff模型对轻质气体扩散模拟的改进方法和装置

说明书

本公开提供了一种Calpuff模型对轻质气体扩散模拟的改进方法，获取事故源信息与环境信息，并对事故源信息与环境信息进行收集；对收集过程中的排放高度参数与沉降速度参数进行优化操作；将优化后的参数输入至Calpuff模型中，获取轻质气体浓度场结果。该方法经过排放高度和沉降速度两个参数优化后的Calpuff模型，能够适用于模拟轻质气体的迁移扩散，从而能够更方便快速的对轻质气体的泄漏事故进行动态模拟；提出的参数优化的公式里面的参数均比较容易获取，从而能够在泄漏事故中以较短的时间内搜集到必须的数据，以实现泄漏事故的动态模拟。本公开还提供了Calpuff模型对轻质气体扩散模拟的改进装置。

技术领域

本公开涉及本发明涉及轻质气体泄漏扩散的动态模拟技术领域，具体而言，涉及一种Calpuff模型对轻质气体扩散模拟的改进方法和装置。

背景技术

如今石油、化工企业在生产、储存、运输和使用过程中存在着各种危险物质。这些危险物质其中就包含轻质气体，由于排放过后比空气密度小，在浮力的作用下，相比普通的气体会有明显的抬升；通过来自边界层的湍流反射作用也会对轻质气体的输送和扩散作用产生一定影响。详细过程如下：当轻气发生连续泄漏时，它所形成的羽流由于与空气之间存在密度差，在浮力的作用下羽流会有明显上升的现象；而且当泄漏轻气的初始温度高于空气时，这一羽流上升作用将更为明显。在主导风向的作用下，上升的羽流向下风向方向弯曲，形成一个典型的弯曲羽流。此时需要对羽流的有效泄漏源高进行计算；来自于地表面和边界层的瑞流反射作用显然也对轻气的输送和扩散作用产生一定的影响。因此地表状况的不同与所需要计算的轻气浓度是息息相关的，如高密度城市区域和旷野地区的扩散，最后影响的区域范围显然是不同的。

Calpuff模型是一个用来模拟不稳定状态的多层、多物种污染的高斯型烟团扩散模式，它适用于模拟时空都在变化的气象条件下污染物的迁移、转化和清除。它考虑了复杂地形的影响，海岸的交界影响，建筑物的下洗影响，干湿沉降以及简单的化学转化，可以计算出在预设点的浓度和沉降量。但是，针对目前的Calpuff模型具有一定的限制性。具体的，针对轻质气体排放后的抬升：Calpuff模型在计算气态污染物排放高度的时候，会考虑污染物由于温度小于空气温度造成一定程度上的抬升，但是对于轻质气体，不仅温度其密度与空气存在密度差，在浮力作用下会有明显上升，Calpuff模型无法模拟这种特性；针对轻质气体的扩散阶段：Calpuff模型在计算完气体的抬升之后，将污染物气团密度看作与空气密度相当，污染物气团随大气迁移扩散，但是对于轻质气体，更易受到来自于地表面和边界层的湍流反射作用，导致轻质气体经过边界层的反射后有一定程度的下沉速度，Calpuff模型无法模拟这种特性。

发明内容

为了解决现有技术中的技术问题，本公开针对不同特征的轻质气体，对Calpuff模型的参数进行调整，使得Calpuff能够实现模拟轻质气体迁移扩散。即本公开实施例提供了一种Calpuff模型对轻质气体扩散模拟的改进方法和装置，获取事故源信息与环境信息，并对事故源信息与环境信息进行收集；对收集过程中的排放高度参数与沉降速度参数进行优化操作；将优化后的参数输入至Calpuff模型中，获取轻质气体浓度场结果。经过排放高度和沉降速度两个参数优化后的Calpuff模型，能够适用于模拟轻质气体的迁移扩散，从而能够更方便快速的对轻质气体的泄漏事故进行动态模拟；提出的参数优化的公式里面的参数均比较容易获取，从而能够在泄漏事故中以较短的时间内搜集到必须的数据，以实现泄漏事故的动态模拟。

第一方面，本公开实施例提供了一种Calpuff模型对轻质气体扩散模拟的改进方法，包括以下步骤：获取事故源信息与环境信息，并对所述事故源信息与所述环境信息进行收集；对收集过程中的排放高度参数与沉降速度参数进行优化操作；将优化后的参数输入至Calpuff模型中，获取轻质气体浓度场结果。

在其中一个实施例中，所述事故源信息包括：轻质气体的排放高度、轻质气体的排放温度、轻质气体的排放速度以及轻质气体的排放量。

在其中一个实施例中，所述环境信息包括：环境风速、莫氏长度、摩擦速度、季节/下垫面。