[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

摘要

本发明涉及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，采用粒子随机游走的方法模拟大气扩散，把每个污染质点当成有标志的质点，通过释放大量粒子，计算粒子的轨迹，而这些粒子描述了气载污染物在大气中的迁移扩散。粒子在流场中按平均风输送，同时又用一系列随机位移来模拟湍流扩散，这样就表达了平流和湍流扩散两种作用，对于中长距离迁移问题还考虑了中尺度风脉动的影响，最后由这些粒子在空间和时间上的总体分布估算出污染物的分布。采用本发明的方法，能够预测放射性烟云的运行轨迹及放射性浓度，提供大气迁移对我国的影响，保证公众和环境的安全。

主权项

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；xi(t+Δt)＝xi(t)+vi(xi(t),t)Δt+v′i(xi(t),t)Δt+v″i(xi(t),t)Δt i＝1,2,3其中，xi为粒子的三维坐标分量；vi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。