燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)安全性及仿真的理論分析與應(yīng)用研究.pdf

1、燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)危險(xiǎn)性分析及系統(tǒng)仿真，是目前燃?xì)忸I(lǐng)域研究的重點(diǎn)和難點(diǎn)，而我國(guó)在這兩方面的研究，尤其是在燃?xì)夤艿佬孤┘皵U(kuò)散危險(xiǎn)性的研究遠(yuǎn)遠(yuǎn)落后于國(guó)外。因此本課題是國(guó)內(nèi)亟待深入開展的一項(xiàng)前沿應(yīng)用型課題。本文的主要研究?jī)?nèi)容如下： 以故障樹實(shí)統(tǒng)雙析法對(duì)城市燃?xì)夤芫W(wǎng)系統(tǒng)危險(xiǎn)源進(jìn)行了辨識(shí)分析，建立了火災(zāi)爆炸事故故障樹圖，提出了基干枝葉鏈接法實(shí)現(xiàn)故障樹的智能繪制和參數(shù)輸入。提出了蒙特卡洛數(shù)值模擬方法，簡(jiǎn)化了傳統(tǒng)故障樹的復(fù)雜計(jì)算過程，且模擬結(jié)果與理

2、論計(jì)算結(jié)果最大絕對(duì)誤差不超過0.4％。在對(duì)相關(guān)參數(shù)進(jìn)行討論、分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)有泄漏模型，建立了非等溫條件下的穩(wěn)態(tài)管道泄漏小孔、管道及大孔模型。依據(jù)動(dòng)量和能量守恒方程，以大孔模型泄漏為研究對(duì)象，得出了高、低壓管道泄漏均只可能有兩種泄漏狀態(tài)存在，而中壓泄漏則可能有三種情況存在，從而完善了目前單純的三狀態(tài)和兩狀態(tài)模型。在穩(wěn)態(tài)泄漏模型的基礎(chǔ)上，以大孔模型為核心，建立了非等溫非穩(wěn)態(tài)泄漏的基本模型。通過應(yīng)用分析，得到了各模型的大致適用范圍。以燃

3、氣管網(wǎng)泄漏擴(kuò)散的基礎(chǔ)模型和湍流擴(kuò)散微分方程為基礎(chǔ)，結(jié)合其相應(yīng)的初始及邊界條件，利用格林函數(shù)對(duì)該微分方程組進(jìn)行求解，從而建立了燃?xì)夤芫€動(dòng)態(tài)泄漏擴(kuò)散模型。以實(shí)例為基礎(chǔ)，討論分析了泄漏擴(kuò)散所造成的各種危險(xiǎn)范圍。以流體力學(xué)三大守恒方程為基礎(chǔ)，建立了等溫和非等溫條件下的燃?xì)夤芫W(wǎng)穩(wěn)、動(dòng)態(tài)仿真理論模型。并根據(jù)工程的精度要求，對(duì)模型進(jìn)行了適當(dāng)?shù)暮?jiǎn)化。以有限差分法為基礎(chǔ)，得到了上述模型的求解方法，通過加入耗散項(xiàng)，改進(jìn)了求解結(jié)果的穩(wěn)定性，并開發(fā)了燃?xì)夤芫W(wǎng)穩(wěn)