Модель тяжелого газа для плотных газов
Расчеты дисперсии тяжелого газа, используемые в ALOHA, основаны на модели DEGADIS (Хевенс и Спайсер 1985, Спайсер и Хевенс 1989). DEGADIS, в свою очередь, является адаптацией модели Shell HEGADIS, описанной Колинбрендером (Колинбрендер 1980, Колинбрендер и Путокс 1983); DEGADIS также включает некоторые методы, используемые Ван Ульденом (Ван Ульден 1974, 1983). DEGADIS был выбран в качестве основы для расчетов плотного газа в ALOHA из-за его общего признания и обширного тестирования, которое проводилось его авторами.
Некоторые упрощения были введены в ALOHA-DEGADIS, что отличает его от модели DEGADIS. ALOHA-DEGADIS ограничен выпуском на уровне земли и не учитывает начальный импульс от выпуска струи. Некоторые из численных методов, используемых в ALOHA-DEGADIS, были упрощены по сравнению с теми, которые используются в DEGADIS. Давление окружающего воздуха, используемое в ALOHA, не зависит от положения и времени. Предполагается, что загрязняющие вещества и воздух ведут себя как не взаимодействующие идеальные газы.
Метод обработки релизов, изменяющихся со временем, уникален для ALOHA. DEGADIS предназначен для моделирования стационарных релизов, а ALOHA предназначен для моделирования релизов, зависящих от времени. Модель ALOHA-DEGADIS – по существу, модель стационарного газового следа DEGADIS, адаптированная для работы с изменяющимися во времени источниками. Для любых не мгновенных источников в ALOHA модель генерирует пятиступенчатый выпуск; каждый шаг является стационарным релизом конечной продолжительности. Модель тяжелых газов генерирует стационарные газовые следы бесконечной продолжительности для каждого из этих источников. Составное изменяющееся во времени облако создается путем сложения частей пяти стационарных шлейфов. Части начинаются как стационарные шлейфы длиной в десять метров. Каждая деталь преобразуется в Гауссову в направлении ветра, сохраняя массу, но поддерживая вертикальные и горизонтальные размеры. Части суммируются, чтобы создать изменяющееся во времени облако. Используемый параметр дисперсии Гаусса σx такой же, как и в Гауссовой дисперсионной модели (Билс, 1971).
|
|
|
ALOHA-DEGADIS была проверена путем сравнения с полевыми экспериментами, исходной моделью DEGADIS и другими эталонными моделями. В рамках процесса проверки авторы обеих моделей провели обзор кода и вычислений каждой модели по строкам (Хевенс 1990).
Также были сопоставлены оценки, сделанные ALOHA-DEGADIS и DEGADIS для ряда сценариев выпуска. Используя фракционный факторный экспериментальный проект (Корчэн и Кох 1957), был подготовлен набор из 24 сценариев тестирования. Восемь входных переменных DEGADIS – класс устойчивости, скорость ветра, размер разлива, продолжительность выброса, плотность газа, шероховатость грунта, разность температур химического основания, коэффициенты уравнения состояния и степень беспокойства – были изменены в 24 сценариях в порядке исследования, чтобы охватить ожидаемую изменчивость в параметрах модели. Мы полагаем, что эти факторы являются наиболее важными факторами, влияющими на оценки концентрации, сделанные DEGADIS.
|
|
|
Для 24 случаев корреляция между оценками концентрации и дальнего расстояния, полученными этими двумя моделями, составила 0,997. Для стационарных случаев с непрерывным высвобождением ALOHA-DEGADIS имела тенденцию предсказывать большее расстояние, чем было предсказано полной моделью DEGADIS. Зоны угрозы ALOHA-DEGADIS в среднем составляли на 10% больше, чем прогнозировалось DEGADIS. Для кратковременных выбросов также были исследованы время достижения максимальной концентрации в данном месте по ветру и максимальное значение пика. Время прибытия, предсказанное ALOHA-DEGADIS, было немного позже, чем предсказано DEGADIS, хотя корреляция между оценками, сделанными каждой моделью, была 1.0. ALOHA-DEGADIS предсказывал, что подветренное движение газовых облаков в среднем на 9% медленнее, чем скорость передвижения, предсказанная DEGADIS. ALOHA-DEGADIS предсказал максимальные концентрации, которые превысили оценки DEGADIS в среднем на 8%. Корреляция оценок максимальной концентрации, сделанных этими двумя моделями, составила 0,994%.
Эти результаты показывают, что модель ALOHA-DEGADIS несколько более консервативна, чем DEGADIS. Можно ожидать, что будут получены оценки пиковой концентрации для данной точки, которые в среднем на 10% превышают оценки, сделанные полной моделью DEGADIS.
Дата добавления: 2019-11-25; просмотров: 178; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!