[发明专利]一种基于网格化毒气扩散模拟的方法

摘要

本发明公开了一种基于网格化毒气扩散模拟的方法，其特征在于基于区域网格划分技术及高斯烟团模型，综合储罐泄露速度、有效源高（泄露高度），以及风向、风速、环境稳定级多因素变化，研究区域内一个或多个储罐中有毒有害物在连续时间内浓度分布规律。主要包括首先，以储罐为中心，将研究区域网格化为若干单元作为定量研究和叠加的基础；然后，运用高斯烟团理论构建有毒有害物的泄露扩散浓度分布模型；最后，结合单泄露源和多泄露源条件，给出有毒有害物连续性扩散算法，即根据任影响因素的变化来划分时间段，按时间顺序，结合浓度叠加效应，基于Matlab模拟区域内有毒有害物浓度过程。本发明可有效地为工业化工园区复杂条件下，有毒有害物突发性泄漏事故应急决策提供理论支持。可广泛用于化工园区规划和应急事故处理。

主权项

一种基于网格化毒气扩散模拟的方法，其特征在于，基于区域网格划分技术及高斯烟团模型改造，综合储罐泄露速度、有效源高，以及风向、风速、环境稳定级，确定区域内一个或多个储罐中有毒有害物在连续时间内浓度分布规律，其包括如下步骤：首先，以储罐为中心，将研究区域网格化为若干单元作为定量研究和叠加的基础；然后，运用高斯烟团理论构建有毒有害物的泄露扩散浓度分布模型；最后，结合单泄露源和多泄露源条件，给出有毒有害物连续性扩散算法，即根据影响因素的变化来划分时间段，按时间顺序，结合浓度叠加效应，基于Matlab模拟区域内有毒有害物浓度过程，可有效地为工业化工园区复杂条件下，有毒有害物突发性泄漏事故应急决策提供理论支持；化工园区有害物扩散浓度模拟的目的是给出区域内各位置有害物浓度大小，为计算需要，将研究区域进行网格化，即将评价区域划分成等步长正方形网格，以m×n且m＝n二矩阵表示这个笛卡尔坐标系下二维空间，首先计算区域内各单元的有害物浓度，然后进行叠加，其余网格坐标值[x,y]通过离散与内插计算得到；对于步长的选择可根据区域大小、制图精度和实际需要等进行调整；步长选择25～300m；使用的计算瞬时泄漏的公式是对高斯烟团模型的改造，具体方法通过编程实现，公式说明如下：Q[m,n,j]＝C(x,y,z,Q,u,t,EC,IA,H),0＜x＜m；0＜y＜n    (2)式中，x,y,z分别为距区域中心点的距离，单位，m；Q为泄漏量，单位，kg；u为环境平均风速，单位，m/s；t为泄漏时间，单位，s；H为有效源高，单位，m；EC表示环境稳定等级，可按风速的大小划分为A‑F6个等级；IA表示下风向与分析区域X轴正向的夹角，单位，°；Q[m,n,j]表示泄漏量的返回值，该返回值对应在该泄漏过程后分析区域每个网格内的有害物质浓度，研究区域为正方形，m＝n，j为本网格气体浓度；C为泄漏物质在大气中的摩尔百分比浓度，单位，mg/m3。