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1 绪论1

1.1 目的及意义1

1.2 重气泄漏的现状6

1.2.1 现场实验6

1.2.2 风洞模拟实验8

1.2.3 数学模型10

1.3 评价与展望18

2 实验方法及装置20

2.1 实验方法20

2.1.1 风洞模拟的基本理论20

2.1.2 风洞模拟的相似准则22

2.1.3 中性大气边界层的近似模拟25

2.2 实验装置26

2.2.1 风洞及模型构建26

2.2.2 风洞的调试28

3 现场观测33

3.1 观测地概况33

3.1.1 自然环境33

3.1.2 气候气象及污染气象特征33

3.1.3 重气源分析41

3.2 现场风廓线的观测42

3.2.1 观测仪器和材料42

3.2.2 观测方法42

3.2.3 气象特征46

3.3 观测结果48

3.4 风廓线指数对大气污染物预测浓度的影响52

4 风洞实验54

4.1 流场调试54

4.1.1 实验方法54

4.1.2 风洞现场观测对照点流场调试56

4.1.3 实验结果与分析58

4.2 重气扩散示踪实验67

4.2.1 实验方法67

4.2.2 分析方法70

4.2.3 示踪实验结果分析72

5 重气扩散过程的数值模拟77

5.1 重气流动和扩散过程的基本微分方程77

5.1.1 气相流动和扩散的控制微分方程78

5.1.2 湍流流动模型80

5.1.3 近壁处理84

5.2 微分方程的通用形式88

5.3 定解条件89

5.3.1 求解区域的确定89

5.3.2 初始条件90

5.3.3 边界条件90

5.3.4 进口风速与温度的分布95

5.3.5 大气边界层相似理论95

5.4 重气扩散过程数值模拟计算方法98

5.4.1 求解区域的网格化98

5.4.2 微分方程的离散化形式101

5.4.3 速度与压力耦合的处理方法104

5.4.4 变量迭代的松弛106

5.4.5 泄漏源的处理107

5.4.6 计算步骤及框图107

5.5 模型验证108

5.5.1 实验条件108

5.5.2 计算步骤110

5.5.3 模拟结果比较与分析112

6 重气扩散的影响因素分析120

6.1 引言120

6.2 重气密度对重气扩散的影响120

6.3 大气稳定度对重气扩散的影响121

6.4 大气压对重气扩散的影响128

6.5 气温对重气扩散的影响131

7 结论与建议133

7.1 结论133

7.2 主要创新点134

7.3 建议135

附录 重大危险源137

参考文献144