slab程序計(jì)算污染物擴(kuò)散

1、有毒氣體物質(zhì)泄漏擴(kuò)散模型研究 Studies on the Discharging Dispersion of Toxic Gases 指導(dǎo)老師：任玉新教授學(xué)生：劉啟林1進(jìn)度安排：2007.03.0503.22 文獻(xiàn)調(diào)研，開題報(bào)告；03.2304.1 模型比較并選擇；04.104.28 數(shù)值模擬，中期總結(jié)；04.2906.15 論文撰寫，答辯。 2主要內(nèi)容：課題目標(biāo)SLAB理論模型SLAB的兩種模式SLAB的算例3課題目標(biāo)：找出一種簡單而又不失準(zhǔn)度的模型來快速預(yù)測有毒或可燃?xì)怏w泄漏擴(kuò)散后的體積濃度分布（計(jì)算時(shí)間在普通PC機(jī)上不能超過10s）經(jīng)過多種模型的比較，選擇了SLAB模型4SLAB理論模

2、型四種泄漏源類型組分、質(zhì)量、能量、動(dòng)量的守恒方程氣體狀態(tài)方程氣團(tuán)寬度、高度、（長度）的發(fā)展方程SLAB的幾個(gè)子模型SLAB的重構(gòu)5四種泄漏源類型地面蒸發(fā)池水平噴射 煙羽模型垂直噴射 瞬間泄漏 煙團(tuán)模型 6SLAB的簡化1、對守恒方程的簡化策略： 煙羽： ，所有物理量度都是按照下述形式在垂直于風(fēng)向的平面內(nèi)的平均，并且都只是x的函數(shù)： 煙團(tuán)：所有氣團(tuán)的參數(shù)都是在三維空間里平均的： 在連續(xù)穩(wěn)定的煙羽模型中，側(cè)風(fēng)向的面內(nèi)平均簡化出只與下風(fēng)向距離x有關(guān)的微分方程。在瞬間泄露的煙團(tuán)模型中，氣團(tuán)內(nèi)部的整個(gè)空間平均簡化出只與時(shí)間t有關(guān)的微分方程。相比較于二元、三元微分方程而言，一元微分方程可以很快地用數(shù)值方法

3、求解。2、對狀態(tài)方程的簡化： 假設(shè)為理想氣體，一般為三種氣體（干空氣、泄漏氣體、水蒸氣）的混合狀態(tài)方程。3、氣團(tuán)寬度、高度、（長度）的發(fā)展方程： 主要從質(zhì)量擴(kuò)散的角度出發(fā)來考慮，采用卷吸速率（環(huán)境大氣流入氣團(tuán)的速度）的概念來處理氣團(tuán)與環(huán)境大氣的紊流混合。4、通過對方程組的重新組合或者定義新的變量，可以得到部分的解析解，或是某些方程的解析解或是方程中某項(xiàng)的解析解。 7子模型 ： 返回1、風(fēng)速函數(shù)：2、（垂直）卷吸速率：包括了表面阻力，環(huán)境大氣和氣團(tuán)的互相進(jìn)入，地表加熱造成的熱對流，氣團(tuán)內(nèi)部穩(wěn)定的密度分層造成的環(huán)境大氣與氣團(tuán)的紊流混合的衰減，相當(dāng)復(fù)雜，采用經(jīng)驗(yàn)公式：3、流量函數(shù)：采用Zeman在1

4、982年提出的形式， 熱流量： （ 阻力）動(dòng)量流量：4、上升模型（處理輕氣的情況）： SLAB主要是一個(gè)重氣模型，但是經(jīng)過特殊處理后仍然能有效地處理輕氣的泄漏擴(kuò)散： 當(dāng)氣團(tuán)密度小于空氣時(shí)，先求出氣團(tuán)的最大可能上升高度，然后再按重氣或中氣氣體來處理其后的擴(kuò)散。5、重構(gòu)：然而，大多數(shù)用戶是要求知道某一個(gè)具體位置的濃度，而不是平均濃度。所以，在SLAB里面采用近似截面分布函數(shù)來重構(gòu)整個(gè)空間的濃度分布8SLAB的兩種模式煙羽模式：連續(xù)穩(wěn)定的泄漏煙團(tuán)模式：極短時(shí)間（瞬時(shí)）的泄漏而處理有限時(shí)間長度的泄漏時(shí)，剛開始時(shí)處理為煙羽模型，而當(dāng)泄漏源一旦停止則處理為煙團(tuán)模型 9煙羽模型的控制體：10煙羽模型的控制方程：11體積濃度及其重構(gòu)：質(zhì)量分?jǐn)?shù)換算為體積濃度：體積濃度的三維分布 假設(shè)由以下的形式獲得：其中：12煙團(tuán)模型的控制體：