危险品泄漏的风洞实验与数值模拟\宁平

本书共分7章，主要包括小球测风法观测现场不同高度的风速、将现场风廓线还原至环境风洞后的示踪实验、危险风速的确定、危险品扩散过程的数值模拟、危险品扩散的影响因素分析等。

1  绪论
  1.1  目的及意义
  1.2  重气泄漏的现状
    1.2.1  现场实验
    1.2.2  风洞模拟实验
    1.2.3  数学模型
  1.3  评价与展望
2  实验方法及装置
  2.1  实验方法
    2.1.1  风洞模拟的基本理论
    2.1.2  风洞模拟的相似准则
    2.1.3  中性大气边界层的近似模拟
  2.2  实验装置
    2.2.1  风洞及模型构建
    2.2.2  风洞的调试
3  现场观测
  3.1  观测地概况
    3.1.1  自然环境
    3.1.2  气候气象及污染气象特征
    3.1.3  重气源分析
  3.2  现场风廓线的观测
    3.2.1  观测仪器和材料
    3.2.2  观测方法
    3.2.3  气象特征
  3.3  观测结果
  3.4  风廓线指数对大气污染物预测浓度的影响
4  风洞实验
  4.1  流场调试
    4.1.1  实验方法
    4.1.2  风洞现场观测对照点流场调试
    4.1.3  实验结果与分析
  4.2  重气扩散示踪实验
    4.2.1  实验方法
    4.2.2  分析方法
    4.2.3  示踪实验结果分析
5  重气扩散过程的数值模拟
  5.1  重气流动和扩散过程的基本微分方程
    5.1.1  气相流动和扩散的控制微分方程
    5.1.2  湍流流动模型
    5.1.3  近壁处理
  5.2  微分方程的通用形式
  5.3  定解条件
    5.3.1  求解区域的确定
    5.3.2  初始条件
    5.3.3  边界条件
    5.3.4  进口风速与温度的分布
    5.3.5  大气边界层相似理论
  5.4  重气扩散过程数值模拟计算方法
    5.4.1  求解区域的网格化
    5.4.2  微分方程的离散化形式
    5.4.3  速度与压力耦合的处理方法
  ……
6  重气扩散的影响因素分析
7  结论与建议
附录  重大危险源
参考文献

    由于对高阶项简化处理方法的不同，因此形成了不同的应力方程模型，并且近年来获得了迅速的发展。在受重力场影响的流动体系中，密度的不均勾性会产生浮力，浮力对时均流场有直接影响，浮力对时均流场的影响体现在动量方程的重力项中。在湍流体系中，密度的不均匀性导致密度脉动，密度脉动产生的脉动浮力影响湍流场，浮力对雷诺应力的影响分别体现在雷诺应力方程的产生项、压力应变项、扩散项和耗散项中，其模拟相当复杂。
     二阶封闭模型较涡黏性模型更多地保留了湍流流动的信息，从数学上讲更严格，从物理意义上看能更深一层次地接近湍流的物理本质。尽管如此，但它在理论上、在实现过程中仍有很多缺陷。多年的计算实践表明，DSM虽然能考虑一些各向异性效应，但是并不一定比其他模型的效果好，对于一般的回流流动，其结果并不一定比Κ-ε模型的好。另一方面，DSM对于工程应用而言显得过于繁杂，所需计算时间长、耗资大。再就是模型中的常数太多，其通用性如何，尚待大量的实验验证。最后的计算中要给定各个应力的边界条件，然而这是很难事先确定的。以上几方面的原因，DSM在工程计算中尚未得到广泛应用，也未见文献报道在重气扩散模型中采用DSM。
     (2)雷诺应力的代数方程模型。DSM的计算工作量之所以很大，是因为雷诺应力的方程都是偏微分方程，其实，雷诺应力的微分只包含在对流与扩散两项中。在某些条件下可略去对流与扩散项，或部分保留其效应，方程就化为代数方程，计箅工作量便可大幅度的减少。这就是代数应力模型，也称为扩展的Κ-ε模型。
     Bettes和Haroutunian[59]开发的FEMEST模型，为了模拟重气释放情形中所遇到的近地面的强分层效应，将各向同性的Κ-ε模型扩展以考虑各向异性的湍流扩散，也就是将标量形式的涡黏性系数/扩散系数用相应的涡黏性系数/扩散系数张量代替，用扩展的涡黏性系数表达式模拟未知的湍流通量，模型考虑了……