[发明专利]基于城市环境影响下的变电站火灾大气污染扩散分析方法

权利要求书

1.基于城市环境影响下的变电站火灾大气污染扩散分析方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1、采用稳态k-ε两方程模型结合组分输运方程对典型的双车道街道峡谷内的流场与变电站火灾大气污染物浓度场进行模拟；

S2、选定区域对典型的双车道街道峡谷内的流场与变电站火灾大气污染物浓度场的模型进行数值模拟以实现污染物扩散验证；

S3、在经过S1模拟的基础上建立典型市区特定区域污染物扩散CFD模型，同时确定实际参数，分析在不同来流风向及风速下典型市区重点区域下的污染物扩散情况；

S4、选取经过S3获得的不同风向及风速区间，分别对风速场、污染物浓度场进行模拟得到不同风向角下污染物浓度极值及其区域，分析不同区域下污染物分布情况。

2.如权利要求1所述的基于城市环境影响下的变电站火灾大气污染扩散分析方法，其特征在于，所述步骤S1中对典型的双车道街道峡谷内的流场与变电站火灾大气污染物浓度场进行模拟以研究污染物的扩散过程，分别通过在经典风洞试验的基础上建立无树木街道模型以及绿化带多孔介质物理模型。

3.如权利要求2所述的基于城市环境影响下的变电站火宅大气污染扩散分析方法，其特征在于，所述无树木街道模型中，湍流模型采用三维k-ε两方程模型，污染物扩散采用组分输运方程，具体如下所示：

连续方程：

动量方程：

k-ε方程：

组分输运方程：

式中，ρ为空气密度，P为气流压力，v为运动粘性系数，v_t为湍流粘性系数，v_t＝C_μ(k²/ε)，C_μ＝0.09,C_ε1＝1.44,C_ε2＝1.92,δ_k＝1.0,δ_ε＝1.3，k为湍动能，ε为湍流耗散率；C_i为污染物浓度，K为扩散系数，S_i为污染物源项。

4.如权利要求3所述的基于城市环境影响下的变电站火宅大气污染扩散分析方法，其特征在于，所述绿化带多孔介质物理模型中加入一个动量源项的方法来考虑多孔介质体对流体运动的阻碍作用，具体表达式如下：

式中，S_i为动量第i方向的源项，μ为动力粘性系数，v_j为第j方向的流动速度.|v|为标量速度：D和C为系数矩阵。

5.如权利要求1所述的基于城市环境影响下的变电站火宅大气污染扩散分析方法，其特征在于，所述步骤S3中建立典型市区特定区域污染物扩散CFD模型包括城市建筑模型、计算域模型、网格划分和入口风剖面的确定。

6.如权利要求1所述的基于城市环境影响下的变电站火宅大气污染扩散分析方法，其特征在于，所述城市建筑模型借助CATIA软件对城市建筑模型进行简化和重塑，临摹建筑的竖向投影轮廓，再竖向拉伸建筑轮廓至建筑高度，形成实体的城市建筑模型，并在城市建筑模型基础上获得计算域模型。

7.如权利要求5所述的基于城市环境影响下的变电站火宅大气污染扩散分析方法，其特征在于，所述入口风剖面的确定根据地貌分类计算入口的平均风速、湍动能以及耗散率。

8.如权利要求5所述的基于城市环境影响下的变电站火宅大气污染扩散分析方法，其特征在于，所述S3中实际参数的确定包括污染源相对浓度确定和风速风向概率密度确定；所述污染源相对浓度根据典型市区计算区域内各道路平均车流量进行反映；所述风速风向概率密度通过统计分析常年观测到的风速风向资料，得到各风向角度区间的风频并确定其风速概率分布函数。

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项所述的方法。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的方法。