有毒重气扩散数值模拟与应急疏散关键技术研究

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1、南开大学博士学位论文有毒重气扩散数值模拟与应急疏散关键技术研究姓名：李剑峰申请学位级别：博士专业：环境工程指导教师：刘茂20080401摘要中的疏散方案。在设计应急疏散计划时，决策者必须考虑到许多的组织，技术，科学及心理因素。其中一个最重要的影响因素是，对于某个具体的撤离方案而言，疏散人员在这套方案的指导下可能的遭受健康后果(死亡或伤亡)。一个简单的，带有本能反应的做法是，尽可能大面积的疏散人员，从而越低灾难的健康后果。然而在所有可能的事故条件下，这种疏散策略并不是最佳，仅仅可能是局部最优。因为我们必须注意到这一事实，

2、即大面积疏散的进展是缓慢的。对于突发灾难而言，大多数情况下，没有足够的预警时间来疏散大片区域。此外，决策者都不愿意在(灾难)事件的早期演化阶段就冒着政治风险来决定疏散较小或较大的区域，因为决策的科学性与其行政职位、政绩和升迁有着的内在联系，如果决策不当，政府的“问责机制”对其政治职业生涯的打击是致命的。基于这些理由，在疏散方案设计中，必须考虑动态运动人群的空间和时间分布，为精确估算的人员健康后果提供依据，以便于设计出既可最大限度降低潜在的健康后果，又可保证相关社会经济影响最小化的应急救援计划(EI冲)。开放空间人员应急

3、疏散的研究是利用随机马尔可夫模型估计疏散条件下的人员时空分布，包括对疏散空间的事前估计；疏散空间的网格化；节点和连接的定义；定义离散的疏散行为等。主要考虑的疏散影响因素包括(1)有／无完善的路网；(2)有／无使用车辆来疏散；(3)拥塞水平；(4)天气条件。基于事故模拟(毒气泄漏，火灾或者爆炸)的结果，考虑人员在疏散过程中的暴露量(吸入的有毒物质，热辐射或者超压)，并结合第一部分的模拟结果，以事故发展的时间为坐标，对疏散过程中人员的健康后果进行动态的、定量的分析。考虑到第一部分模拟中仅仅考虑的是一个个体在疏散过程中所遭受

4、的平均暴露量，但实际上不同的人员采取不同的疏散路线，其暴露量是因人而异的。所以，确切地说，疏散人群所接受的暴露量应该体现为某种随机分布(一定的暴露量对应一定的概率)。为此，本研究引入蒙特卡罗模拟方法来获取这种分布以精确估算人员的暴露风险。总体而言，本方法主要以健康后果(死亡或者伤害)为参考指标，考察不同应急救援计划(ERP)ERP的有效性，帮助应急决策者在紧急情况下进行正确的决策。关键词：重气扩散；数值模拟；人群疏散；应急救援；随机马尔可夫模型；IIAbstractTherapiddevelopmentofChina’

5、Seconomymakesthepetrochemicalindustryrapidexpansionofthescale，intheprocessofproduction,processing，storage，transportandusage；itofteninvolvesalotoftoxicgasesandhasbroughttremendousthreatforthehumanhealth．Inrecentyearsanumberofsignificantacutetoxicgaspoisoningincid

6、entstookplaceandexertedseriousharmtopublichealthandqualityoflife．Todealwithsuddenincidentsofpoisongasleakage，thegasmustbestrengthenedontheproduction，processing，storage，transportanduseintheprocessofriskmanagement，andthemosteffectiveriskmanagementstrategyiStoadvan

7、ceaquantitativeriskanalysis，whichresultintargetedemergencyreliefmeasurestakenbyUS．Inthispaper,thepurposeofthestudyistouserisktheoryastheguideline，thecomputationalfluiddynamicsasthetool，throughtheexistingCFDsoftware—FLUENT，toperformlarge-areaopenspacediffusionsim

8、ulationofpoisonousgasaccident，SOastoexplainthecauseoftheincidentandtoprovideasetofpracticaltec枷calroutesusedfortheaccidentsimulationonthebasisofarandomMarkovmodelasat