大气扩散计算流体力学模型综合评估方法研究

发布时间：2019-11-15 10:51

【摘要】：模型评估方法研究是模型研发工作的重要组成部分。基于科学性验证与统计性确认提出了大气扩散CFD模型的综合确认评估方法,通过示例的方式展示了方法的使用效果。综合确认评估方法可以提高模型筛选的速度,降低统计性评估对确认性试验数据的需求量,从总体上提高模型确认的效率。评估理论的研究有助于提高基于模型的大气扩散研究的准确性,也有利于高精度模型和试验的设计、开发与遴选。
【图文】：

眯毕弑砻髟げ獾慕峁銆牍鄄庵翟浇咏悻?由图4可知:1)90%的数据对位于0.5～2倍观测值之间，即FAC2很高;2)80%的预测数值存在一定程度的高估，20%的数据存在一定程度的低估，但没有低于0.5倍观测值;3)仅有1个监测点的高估超出2倍观测值。CFD模型的高估倾向，主要是因为在模拟中采用了幂指数分布的风速假定，即比较理想化地将风速视为仅随高度而递增，而实际现场试验中的风速是时间和空间的函数［26］，其大小和方向都随时间和地点而变化。从整体上说，无论是现场试验还是数值模拟，扩散的主导因素都是风场，但在现场试图1CFD模型综合评估流程Fig．1ComprehensivevalidationprocedureforCFDmodel1054Vol．17No．3安全与环境学报第17卷第3期MG=exp(lnC0－lnCp)(2)

图2重气扩散CFD预测的三阶段特征Fig．2ThreephasecharacteristicsofdensegasdispersioninCFDpredictions图3统计性评估的MG-VGFig．3MG-VGofstatisticvalidation验中，横风向扩散特别是多向随机扩散作用比较显著。而在CFD数值模拟中，主要是顺风向扩散主导，这造成了数值模拟数据在下风向的高估。图4中的监测点存在1个离群数据，造成这种现象有两方面的原因，即原始试验数据本身有问题或预测失准。一般认为，数值仿真和物理模拟如风洞试验的准确性要由现场试验来验证，而试验的准确性除了试验原理正确、测试手段可靠、数据收集和处理无误以外，，最重要的是要具有可重复性。但几乎所有的重气大气扩散试验都很难进行严格意义上的重图4统计性评估的FAC2Fig．4FAC2ofstatisticvalidation复试验，因为扩散环境是大气边界层，无论是宏观上以风的形式出现的机械湍流，还是微观意义上的小涡湍流，都具有很大的不确定性和不可控性，因此在部分试验观测值中存在少量的原始不可靠数据是正常的。从CFD模型的角度看，目前使用的湍流闭合模型本身具有半经验性质，模型中的定常参数是从特定条件下的试验数据中归纳、推导出来的，因此出现一些不合理数据也有可能。总之，基于科学定性评估和统计定量的综合评估来看，可判定该CFD模型是可用的。10552017年6月郑远攀，等:大气扩散计算流体力学模型综合评估方法研究June，2017


本文编号：2561277