1 绪论

1.1 背景与意义

1.2 重气扩散主要过程和影响因素

1.3 重气扩散模型评价标准

1.4 重气扩散模型

1.4.1 泄漏源模型

1.4.2 重气扩散模型

1.4.3 大气边界层量化研究

1.4.4 流体动力学模型算法

1.5 工作和创新

1.6 本章小结

2 实验和数据收集

2.1 个旧地形液化气泄漏风洞实验

2.1.1 风洞实验相似性准则

2.1.2 个旧地理环境概要

2.1.3 环境风廓线的测定

2.1.4 环境风洞实验设置

2.1.5 环境风洞实验结果

2.2 Thorney Island场地实验简介及数据引用

2.3 本章小结

3 数学模型的建立

3.1 重气扩散相关物理分析

3.1.1 泄漏喷射过程分析

3.1.2 喷射源模型与传输模型的结合

3.1.3 重气液滴与两相流分析

3.1.4 大气稳定度与边界层风速

3.1.5 边界层大气湍流和主要湍流模型

3.1.6 Smagorinsky－Lmy湍流模型

3.2 框架模型

3.2.1 改进的重气浅层模型

3.2.2 三维重气传播扩散模型

3.3 辅助模型

3.3.1 泄漏源模型

3.3.2 含重气液滴的重气传播扩散模型

3.4 本章小结

4 数值算法

4.1 传统有限差分算法中的问题

4.1.1 线性化Burgers项差分方法

4.1.2 迎风格式

4.2 半离散格式

4.3 算法的时间积分方案和优化

4.3.1 交错时间步的时间积分方案

4.3.2 算法叠加原理

4.3.3 速度方程组的耦合

4.4 压力修正的最优化方法

4.4.1 最优化压力修正方法的提出

4.4.2 最优化压力修正的算法

4.4.3 计算实例

4.5 本章小结

5 数值模拟和模型检验

5.1 Thorney测试26的二维浅层模型模拟与检验

5.1.1 数值模拟的设定

5.1.2 模拟结果

5.1.3 模拟与实验的比较

5.2 个旧地形风洞实验改进的二维浅层模型模拟与检验

5.2.1 数值模拟的设定

5.2.2 模拟结果

5.2.3 模拟与实验的比较

5.3 个旧地形风洞实验改进的三维CFD模型模拟与检验

5.3.1 数值模拟的设定

5.3.2 模拟结果

5.3.3 模拟与实验的比较

5.4 本章小结

6 模型预报

6.1 二维浅层模型对不同泄漏口面积的重气扩散预报

6.2 二维浅层模型对含重气液滴的重气体系的扩散预报

6.3 三维CFD模型对含重气液滴的重气体系的扩散预报

6.4 本章小结

7 总结和展望

7.1 结论

7.2 创新和进步

7.3 展望和建议

附录

附录A 不同分类标准的相关性

附录B 二维浅层模型方程的推导

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

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

参考文献

符号说明2100433B