加氢站储氢设施物理爆炸与蒸汽云爆炸的事故后果影响研究

利用中国安科院CASST-QRA 计算分析储氢瓶组、氢长气管拖车发生物理爆炸事故的后果，结果表明,若站内设施依据国家标准给定的防火间距进行建设，死亡半径和多米诺事故的影响将会覆盖加氢机（加注区）、站房、放散管、氢气长管拖车位（储氢瓶组）、氢压缩机区域内设备设施；若依据设计院设计给定的防火间距进行建设，储氢瓶组死亡半径的影响将会覆盖到氢气长管拖车（位）、氢压缩机，而氢气长管拖车（位）死亡半径的影响将会覆盖到储氢瓶组、站房、放散管，多米诺事故影响将会覆盖到氢气长管拖车位或储氢瓶组、氢压缩机，并且都会导致二次事故的发生. 储氢瓶组整体破裂发生蒸汽云爆炸事故的结果为,依据规范和拟建站设计给出的防火距离进行建设均能满足对防火间距的要求.     

国外乏燃料后处理设施爆炸事故的经验教训

 爆炸事故是乏燃料后处理设施潜在事故的一种重要类型。为汲取国外发生的后处理设施爆炸事故的经验教训，对国外有记载的11起爆炸事故的原因和后果进行了统计分析，形成了对中国后处理设施爆炸事故的预防措施和缓解措施的经验反馈。经验反馈结果表明，后处理设施爆炸事故预防措施设计应关注：蒸发设备中进料TBP含量和酸度控制，避免溶解设备中意外放热反应发生，确保高放废液贮存设备冷却系统的有效性，避免硝酸类物质在贮存设备中意外蒸干以及避免人因失误；后处理设施爆炸事故缓解措施应关注：包容屏障的爆炸热荷载、爆炸力学荷载以及泄爆措施设计，高放废液应急冷却措施设计以及适宜的应急行动设计。     

爆炸力学高精度数值模拟研究进展

爆炸问题的高精度数值模拟在武器弹药设计及毁伤评估、工业重大爆炸灾害等国防和民用问题中具有重要的理论价值和应用前景.本文对近十几年来爆炸力学高精度计算的研究作了回顾与评述,结合作者近年来的研究工作,着重总结了高精度数值模拟保正性、高精度边界条件、自适应网格技术和多物质界面处理等方面的研究进展.推广并发展了WENO格式和RKDG格式,构造了守恒型高精度保正计算格式,在复杂爆轰波问题的数值模拟中很好地解决了出现负密度和负压强的问题,清晰地捕捉了爆轰波阵面结构和流动特征;提出了基于笛卡尔网格的高精度Inverse Lax-Wendroff复杂边界处理方法,该方法通过Inverse Lax-Wendroff获得一阶的法向偏导数值,所有其他的高阶法向偏导数值由五阶WENO类型的外插方法获得,实现了含复杂边界爆轰问题的高精度数值模拟,并具有较好的稳定性和鲁棒性;将后验误差估计方法应用于求解Euler方程中,采用网格的后验误差作为细分的判据,网格细分时在空间上利用高阶WENO插值,时间上采用Hermite插值.对于不需要细分的网格,本文采用点对点的直接赋值方法进行合并;发展了多介质界面处理的Local Level Set方法,对计算域内速度场进行修正,有效避免了速度场间断在求解界面位置时引起的误差;将GFM(ghost fluid method)和RGFM(real ghost fluid method)界面处理方法相结合,避免了GFM方法处理物质界面强间断时引入的虚假物理解,克服了RGFM方法处理弱间断时,重复求解Riemann问题引起的计算资源浪费.最后,对爆炸力学高精度计算的发展前沿进行了展望.     

一类二维Landau-Lifshitz方程的差分格式

研究了一类unj的模等于1保持不变的Landau-Lifshitz方程的差分格式(简称LL).运用迭代格式t/2h2,通过模拟几个初始条件得到数值解,并在一定条件下给出了数值算例和解的误差比较.     

密闭腔室内爆炸效应的数值模拟

为研究密闭腔室内爆炸效应的特性,采用有限元计算方法,对某密闭腔室内中心装药爆炸后流场的产生、传播和壳体动态响应全过程进行了数值研究. 从物理建模、网格划分、求解文件建立和计算结果分析等几个方面进行了较为详细的论述. 计算结果给出了密闭腔室内自由场几个观察点的压力时程曲线、腔室壁面上几个观察点的爆炸载荷压力曲线. 研究结果可以为公共场所等大型建筑物内爆炸效应研究以及结构强度设计提供理论依据.     

接触爆炸和近距离爆炸比冲量数值仿真研究

对于接触爆炸和近距离爆炸的情况，炸药形状、起爆点位置和产物喷射均会造成载荷空间分布复杂，给理论分析和工程应用带来困难。分别采用流固耦合方法和PBM方法对Nansteel近距离爆炸子弹抛掷实验进行数值仿真，结果表明PBM模型仿真结果和实验结果吻合较好，而流固耦合模型仿真结果仅为实验值的70%左右.对于高度为3～10 cm的等长径比TNT药柱接触爆炸仿真结果表明，中心点比冲量随药柱高度线性变化.对640 g和1 250 g等长径比TNT药柱仿真结果表明，爆心距的变化主要影响靶板中心点6 cm半径内的比冲量，基于量纲分析推导出了比冲量的经验公式.      

GFRP筋混凝土梁抗爆性能试验研究与数值分析

玻璃纤维增强聚合物(GFRP)筋具有耐腐蚀、抗拉承载力高等优点.它们可作为混凝土防护结构的纵筋而代替钢筋.为了明确GFRP筋混凝土梁(GRCBs)的抗爆性能,对GFRP筋混凝土梁和钢筋混凝土梁(SRCBs)进行了爆炸试验、四点弯曲静力试验及数值模拟分析.结果表明:四点弯曲静力试验中,工况是3kg-0.65m的爆炸荷载作用后相同等效刚度设计的GRCBs承载力是SRCBs的5.5倍.在近距离爆炸作用下(比例爆距小于0.5159mkg^-3),由于GFRP筋处于弹性阶段,破坏形式主要是混凝土出现裂纹、剥落和震塌.通过数值模拟分析,增加纤维增强聚合物(FRP)筋刚度可以降低GRCBs跨中位移,跨中最大位移降低率与EA比的比值为0.1,减少GRCBs的裂纹与损伤,增强GRCBs的抗爆性能.当比例爆距小于0.4095mkg^-3,GFRP筋混凝土梁用C50及以上混凝土能有效减少混凝土震塌与剥落.研究表明,GRCBs比SRCBs具有更高的抗爆性能.     

高炉煤气柜泄漏及爆炸事故后果分析

大型干式煤气柜储存量大,储存介质易燃易爆有毒,如果发生泄漏,就容易引起严重的爆炸事故。本文运用有毒物质泄漏扩散事故后果模拟分析,对高炉煤气柜泄漏及爆炸的影响范围进行定量描述,为企业的事故预防工作提供依据。     

电控天然气发动机燃料喷射和点火的控制方法

结合天然气发动机的具体参数和特性,确定了控制喷射提前角和喷射脉宽以及点火提前角与点火能量的方法,提出了一种统一的控制点火线圈通电时刻的方法,消除了点火分段控制带来的不利影响.按参考点的不同,提出了两种确定点火提前角的方法,并分析了两种方法产生差别的原因.对用一个微控制器来同时控制6缸发动机喷射和点火的可能性和方法进行了研究,提出了实现这一目标的方法,并对这一方法进行了静态试验和台架试验,证实了该方法是可行性的.     

瓦斯爆炸对躲避硐室影响的数值模拟

为研究瓦斯爆炸对矿井躲避硐室的影响,在封闭及开口管路中分别进行了瓦斯爆炸过程的数值模拟,运用ICEM软件建立了躲避硐室的物理模型,使用FLUENT软件对不同边界条件下的瓦斯爆炸压力、温度变化进行数值模拟,运用Origin软件对瓦斯爆炸过程中的压力、温度变化进行曲线拟合.结果表明:封闭条件下,躲避硐室中承受的最大爆炸压力和最高温度分别为0.61 MPa以及2 269 K;开口条件下,躲避硐室中承受的爆炸超压及最高温度分别降至12.39 k Pa和1 773 K.综合爆炸超压及爆炸引起的高温影响,躲避硐室应该尽可能地远离独头巷道.