复杂地形条件下重气扩散数值模拟PDF电子书下载

1 绪论 1

1.1 背景与意义 1

1.2 重气扩散主要过程和影响因素 4

1.3 重气扩散模型评价标准 5

1.4 重气扩散模型 9

1.4.1 泄漏源模型 9

1.4.2 重气扩散模型 13

1.4.3 大气边界层量化研究 18

1.4.4 流体动力学模型算法 25

1.5 工作和创新 27

1.6 本章小结 28

2 实验和数据收集 30

2.1 个旧地形液化气泄漏风洞实验 30

2.1.1 风洞实验相似性准则 30

2.1.2 个旧地理环境概要 32

2.1.3 环境风廓线的测定 32

2.1.4 环境风洞实验设置 34

2.1.5 环境风洞实验结果 37

2.2 Thorney Island场地实验简介及数据引用 38

2.3 本章小结 40

3 数学模型的建立 41

3.1 重气扩散相关物理分析 41

3.1.1 泄漏喷射过程分析 41

3.1.2 喷射源模型与传输模型的结合 42

3.1.3 重气液滴与两相流分析 43

3.1.4 大气稳定度与边界层风速 46

3.1.5 边界层大气湍流和主要湍流模型 48

3.1.6 Smagorinsky-Lilly湍流模型 51

3.2 框架模型 52

3.2.1 改进的重气浅层模型 52

3.2.2 三维重气传播扩散模型 58

3.3 辅助模型 60

3.3.1 泄漏源模型 60

3.3.2 含重气液滴的重气传播扩散模型 61

3.4 本章小结 64

4 数值算法 65

4.1 传统有限差分算法中的问题 65

4.1.1 线性化Burgers项差分方法 65

4.1.2 迎风格式 66

4.2 半离散格式 67

4.3 算法的时间积分方案和优化 69

4.3.1 交错时间步的时间积分方案 69

4.3.2 算法叠加原理 70

4.3.3 速度方程组的耦合 71

4.4 压力修正的最优化方法 72

4.4.1 最优化压力修正方法的提出 72

4.4.2 最优化压力修正的算法 75

4.4.3 计算实例 78

4.5 本章小结 80

5 数值模拟和模型检验 81

5.1 Thorney测试26的二维浅层模型模拟与检验 81

5.1.1 数值模拟的设定 81

5.1.2 模拟结果 82

5.1.3 模拟与实验的比较 86

5.2 个旧地形风洞实验改进的二维浅层模型模拟与检验 88

5.2.1 数值模拟的设定 88

5.2.2 模拟结果 89

5.2.3 模拟与实验的比较 92

5.3 个旧地形风洞实验改进的三维CFD模型模拟与检验 94

5.3.1 数值模拟的设定 94

5.3.2 模拟结果 98

5.3.3 模拟与实验的比较 101

5.4 本章小结 103

6 模型预报 104

6.1 二维浅层模型对不同泄漏口面积的重气扩散预报 104

6.2 二维浅层模型对含重气液滴的重气体系的扩散预报 106

6.3 三维CFD模型对含重气液滴的重气体系的扩散预报 110

6.4 本章小结 111

7 总结和展望 112

7.1 结论 112

7.2 创新和进步 112

7.3 展望和建议 113

附录 115

附录A 不同分类标准的相关性 115

附录B 二维浅层模型方程的推导 117

附录C 两相重气体系重气液滴相和气相间的传质模型的推导 120

附录D 三维模型地曲面坐标下梯度、散度和旋度算子的确定 121

参考文献 123

符号说明 129