基于变化风场下燃气泄漏扩散GIS系统研究

发布时间：2020-03-23 03:08

【摘要】：随着我国绿色发展的不断深化,燃气作为一种兼具环保和能源高效的绿色燃料被广泛的在人们生活和工作中使用,伴随着燃气的广泛普及的同时,燃气的泄漏事故也越来越频繁。燃气一旦泄漏,其易燃易爆且有毒的性质将会造成较大的经济和人员的伤亡,所以需要建立一种可以及时预测和评估燃气泄漏扩散的GIS系统。高斯扩散模型由于具有物理概念清晰、实验基础雄厚、计算速度快等优点是目前模拟燃气泄漏扩散浓度分布情况,采用最广也是最受欢迎的气体扩散模型之一,但是该模型是基于稳定风场,而实际情况下风场是随时都有可能发生变化的,对于中小尺度的危险气体扩散来说,扩散区域内气象条件对扩散结果的影响是很大的。基于桌面端燃气泄漏扩散GIS系统的开发平台存在着如平台昂贵、需自行搭建地图、本地数据库占用空间大等不足,而WEBGIS可以克服这些缺点。本文将通过对经典高斯扩散模型进行修正、验证模型、集成高斯扩散模型和百度地图API、实例分析四个方面进行研究。一、介绍燃气泄漏扩散理论模型,在高斯扩散模型的基础上,通过引入时间分段处理和坐标系变化的数学方法来建立适用于变化风场下的燃气泄漏扩散模型。二、通过matlab软件和CFD软件对改进模型进行正确性验证,前者与理论模型在相同恒定风场条件下进行模拟,比较两种模型下扩散后的云长、云宽、扩散距离、轴线燃气浓度分布,后者与理论模型在相同变风场条件下进行模拟,并比较两者燃气扩散云图,从而验证改进模型的正确性。三、介绍编程语言易语言、Javascript、Html5和Web前端库百度地图API,通过以易语言为开发框架,利用高斯扩散模型计算出空间点的浓度值,把结果输出为.js库以及生成Html5文档,通过易语言WEB浏览器控件读取生成的Html5文档,并通过DOM操作Html5载入.js库调用百度地图API的图形类库在地图上生成泄漏扩散云图和等值线图。从而建立可以及时评估燃气泄漏扩散气云的Web Gis系统。四、通过建立的燃气泄漏扩散Web Gis系统在变化风场和恒定风场两种情况进行模拟,并比较结果,说明变化风场的改进模型更接近于实际燃气扩散规律。本文有两个创新点,(1)建立适合于变化风场的燃气泄漏扩散模型;(2)建立集成燃气泄漏理论模型和百度地图API的Web Gis系统,这些研究将有助于更准确、更及时的预测和评估燃气泄漏后形成的气云。
【图文】：

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第 6 页图1-1 论文技术路线Figure 1-1 Technical route of paper1.4 论文结构全文共分为六章，具体结构如下：第一章，较系统的介绍了文章的研究意义和背景，然后结合国内外文献分别阐述了，燃气泄漏扩散相关研究的总体现状、变化风场下燃气泄漏扩散研究的现状、GIS 和燃气泄漏扩散模型集成开发研究的研究现状，并选择目前使用普遍、计算快速的高斯解析模型为理论模型进行分析，最后提出论文的主要内容、技术路线、论文结构。第二章，燃气泄漏扩散分为泄漏过程和扩散过程，两过程相互衔接，本章以气体射流理论引出燃气泄漏模型，，然后分别介绍小孔泄漏模型、管道泄漏模型、大孔泄漏模型

均匀分布,射流,射流核

下面以图 2-1 所示来进行介绍。图2-1 射流结构Figure 2-1 Jet structure从半径为 r0的圆形喷嘴喷出紊流气流，出口断面上的射流核心速度 u0均匀分布，射流轴线 Mr 为 x 轴。气流的横向脉动使射流与周围流体之间不断发生质量、动量交换，周围介质在脉动的作用下不断流动和搀和，从而使射流的质量以及横截面积在 x 方向上不断的增加，形成椎体状流动场向周围不断扩散。如图 2-1 所示，射流从喷嘴流出后。射流主体的速度沿着 x 方向的流动逐渐降低，而小于射流核心速度 u0的部分被称为射流边界层，扩散过程中不断的带动周围介质进入边界层
【学位授予单位】：重庆交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TU996

【参考文献】