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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

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