【技术实现步骤摘要】
一种全场域尺度下多元气体爆炸泄放特性数值模拟方法
[0001]本专利技术属于气体爆炸模拟
，具体涉及一种全场域尺度下多元气体爆炸泄放特性数值模拟方法。
技术介绍
[0002]在可燃气体的生产、储存、运输和使用等过程中，由于人为因素或其他不可预测的原因，均有可能引发爆炸事故，从而造成严重的人员伤亡和财产损失。而爆炸泄放是降低爆炸风险的一种有效措施之一，为探究爆炸泄放过程中的动态耦合压演化过程，国内外均开展了多种气体爆炸相关研究，但都是基于搭设模拟平台，而非数值模拟的研究方法，导致成本高，气体爆炸瞬间泄放特性相关的数值精确度低，即使针对气体爆炸进行数值模拟，也并没有完整的体系，对于模拟的初始参数设置也并不完善，导致目前无法对气体爆炸泄放进行完整精准度高的数值模拟。
[0003]而且针对爆炸的数值模拟研究大多为密闭空间中的爆炸特性研究，但对爆炸泄放整个动态过程的数值模拟研究大多基于一种气体，且反应机理过于简单，对于最大受控爆炸压力模拟过程中的关键参数模糊不清，无法对多元气体爆炸泄放模拟过程更准确的掌握。
专利...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种全场域尺度下多元气体爆炸泄放特性数值模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤S1、根据所需物理模型的形状和大小，构建等比例物理模型，并进行网格结构化划分、流体域划分和边界及初始条件设置；步骤S2、进行流体域边界及初始条件计算设置，进行网格独立性检验，选取若干测点作为网格独立性检验参数，并从第二组流体域开始增加网格密度，当新的加密网格方案下计算结果与前一组网格方案下计算结果的相对变化率小于5％时，认为网格独立性得到验证，并选用此时的网格划分方案；步骤S3、导入UDF边界条件控制程序，并借助程序设置泄压口静态开启压力，打开瞬态环境，开启能量方程、P1辐射模型、k
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ε模型和组分运输模型，导入UC San Diego反应机理；步骤S4、控制爆炸泄压口的边界条件，完善边界条件设定，在计算域内设置监测点，设置反应物生成物混合组分，设置点火位置、半径、能量和时长，初始化流体域初始条件后根据需求设置模拟时间和步长，然后开始模拟；步骤S5、模拟结束后采用软件进行数据分析；截取数值模拟的瞬态过程，查看火焰温度和/或爆炸超压的传播情况，提取间隔相等时间段的温度云图，编程语言处理火焰图片，提取精确的火焰传播速度变化情况；处理数据并查看爆炸超压参数随时间的变化情况。2.根据权利要求1所述的一种全场域尺度下多元气体爆炸泄放特性数值模拟方法，其特征在于：所述步骤S1中，采用Gambit构建等比例物理模型，该模型为半径160mm～621mm的球体和包含球体且尺寸长3m～4m、宽1m～1.5m的长方体，所述球体设有圆形且半径为20mm～60mm的泄压口，采用Gambit软件进行网格划分，所述球体内采用三角形的结构化网格，长方体采用四边形非结构化网格，采用Gambit软件进行整个流体域的划分，球体内设置为内场流体域，球体外设置为外场流体域；采用Gambit软件进行边界条件的初步设置，将外场边界全部设置为自由场边界，内场边界除了泄压口设置为网格，其余边界设置为Wall。3.根据权利要求2所述的一种全场域尺度下多元气体爆炸泄放特性数值模拟方法，其特征在于：所述步骤S2中，将建立好的物理模型导入Fluent进行计算设置，导入后调节比例尺，确保物理模型的尺寸大小与实际尺寸一致，检查网格质量；在球体内、球体外分别选取1个和4个测点作...
【专利技术属性】
技术研发人员：周刚，孔阳，张琦，李玉莹，刘洋，杨思琪，杜文州，孙彪，徐翠翠，张艺臻，张阳，李润之，陈旭，杨文宇，
申请(专利权)人：山东科技大学，
类型：发明
国别省市：
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