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天然气管线泄漏喷射火视角因子分析

安全与环境学报 2015年第5期15卷 112-115页

作者：姜好张鹏马俊修西南石油大学土木工程与建筑学院成都610500 四川省成都新都港华燃气有限公司成都610500 西南石油大学石油工程学院成都610500

基于平截头圆锥体模型和视角因子基本理论,对天然气管线失效泄漏引发的喷射火进行研究。利用平截头圆锥体对火焰形貌进行描述,根据几何关系给出了火焰的几何基本参数的计算公式,推导了有风情况下喷射火辐射面对周围任意位置接收点视角... 详细信息

基于平截头圆锥体模型和视角因子基本理论,对天然气管线失效泄漏引发的喷射火进行研究。利用平截头圆锥体对火焰形貌进行描述,根据几何关系给出了火焰的几何基本参数的计算公式,推导了有风情况下喷射火辐射面对周围任意位置接收点视角因子计算关键参量的相关公式。在计算火焰对接受体的视角因子时,将具有一定倾角的平截头圆锥体转换为竖直方向的平接头圆锥体以方便计算,并给出了变换过程中相关参数的计算公式。此时,将平截头圆锥体划分为3个辐射面——火焰侧面、火焰顶面及火焰底面。基于微元思想进一步对喷射火辐射表面进行了合理的离散化,对喷射火平截头圆锥体的视角因子进行研究。由于视角因子计算的复杂性,用Matlab软件编制了任意风速下喷射火周围任一点视角因子的计算程序。最后,结合具体实例,根据自编程序计算了在风速5 m/s、不同偏转角的情况下的火焰几何尺寸,并取风向角为30°,以受体点的坐标(6,5,2)计算了接受体不同法向量处的视角因子。结果表明,喷射火焰长度、抬升高度及上截面宽度都随火焰轴线的偏转角降低而缓慢增加,用微元思想计算出来的同一点在不同法向量下的视角因子不同。基于平截头圆锥体模型和视角因子的基本理论能够较为精确地计算喷射火的视角因子,可用于天然气管线泄漏喷射火事故的后果评价。

关键词：安全工程视角因子燃气管道喷射火平截头圆锥体

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任意角度喷射火视角因子的计算

石油化工高等学校学报 2010年第4期23卷 85-88页

作者：孟亦飞赵东风廖启霞中国石油大学(华东)化学化工学院山东青岛266555 金华职业技术学院化工与制药学院浙江金华321017

倾斜截头锥体模型是计算喷射火热辐射灾害的一种精度较高的方法,但由于几何形状相对复杂,其视角因子的计算十分困难,不利于广泛应用。以视角因子计算理论为基础,将倾斜截头锥体模型中任意方向喷射火视角因子的计算划分为等效坐标变换及... 详细信息

倾斜截头锥体模型是计算喷射火热辐射灾害的一种精度较高的方法,但由于几何形状相对复杂,其视角因子的计算十分困难,不利于广泛应用。以视角因子计算理论为基础,将倾斜截头锥体模型中任意方向喷射火视角因子的计算划分为等效坐标变换及竖直喷射火视角因子计算两个部分,根据几何关系,推导得出了计算过程中各关键变量的数学计算公式,得到了一种基于数值计算方法,适用于喷射火倾斜截头锥体模型视角因子的计算方法,通过实例验算发现,本方法计算精度较高,结果可信。

关键词：喷射火视角因子辐射数值计算

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有风情况下池火灾视角因子的计算

石油化工高等学校学报 2008年第3期21卷 68-70页

作者：孟亦飞蒋军成王彦馥南京工业大学安全工程研究所江苏南京210009

以视角因子的基本计算理论为基础对有风情况下池火灾视角因子的计算问题进行研究。根据几何关系,推导了有风情况下池火灾辐射面对周围任意位置接受点视角因子计算关键参量的相关公式。进一步对池火灾辐射表面进行了合理的离散化,推导出... 详细信息

以视角因子的基本计算理论为基础对有风情况下池火灾视角因子的计算问题进行研究。根据几何关系,推导了有风情况下池火灾辐射面对周围任意位置接受点视角因子计算关键参量的相关公式。进一步对池火灾辐射表面进行了合理的离散化,推导出视角因子的数值计算公式,并用VB 6.0编制了任意风速下池火灾周围任意点视角因子的计算公式。通过实例计算发现,在计算无风情况下池火灾视角因子时的计算结果与理论模型相差不大,计算结果可信,同时解决了目前经验模型无法解决的有风情况下池火灾视角因子的计算问题。

关键词：视角因子池火灾辐射数值计算

管靶X射线辐射输运初步研究Ⅰ简化模型数值模拟与分析

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物理学报 2000年第8期49卷 1507-1512页

作者：江少恩郑志坚成金秀孙可煦中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

运用简化的X射线输运模型对管靶中的X射线输运进行初步的数值模拟与分析 .介绍X射线输运的简化模型 ,给出相关参量 ,推导出视角因子的积分表达式 ,对视角因子进行数值计算 ,讨论了简化输运模型方程的数值解法 .由数值计算结果得到辐射... 详细信息

运用简化的X射线输运模型对管靶中的X射线输运进行初步的数值模拟与分析 .介绍X射线输运的简化模型 ,给出相关参量 ,推导出视角因子的积分表达式 ,对视角因子进行数值计算 ,讨论了简化输运模型方程的数值解法 .由数值计算结果得到辐射输运的定标公式 ,提出三种与辐射输运有关的自由程概念。

关键词：管靶辐射输运视角因子 X射线数值模拟 ICF

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三维柱腔内辐射输运的一维模拟

物理学报 2013年第1期62卷 299-302页

作者：宋天明杨家敏中国工程物理研究院激光聚变研究中心绵阳621900

在惯性约束聚变实验中,使用一维辐射流体力学程序模拟辐射在管壁约束的介质中的传输,因为无法考虑管壁辐射漏失等二维或三维边缘效应而引入了较大的误差.通过解析的视角因子公式和反照率定标公式来模拟X射线在管壁中的损失以及腔壁开口... 详细信息

在惯性约束聚变实验中,使用一维辐射流体力学程序模拟辐射在管壁约束的介质中的传输,因为无法考虑管壁辐射漏失等二维或三维边缘效应而引入了较大的误差.通过解析的视角因子公式和反照率定标公式来模拟X射线在管壁中的损失以及腔壁开口的漏失等边缘效应,对一维辐射流体力学程序MULTI的辐射输运计算进行了修改,成功模拟了X射线辐照下金等离子体的界面运动轨迹,比不考虑边缘漏失更接近实验测量结果,证明了该方法的有效性.

关键词：辐射输运辐射流体力学一维模拟视角因子

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CUDA架构下的靶丸辐射能流并行计算

计算机辅助设计与图形学学报 2013年第7期25卷 937-945页

作者：赵权黄运保孙宇航华中科技大学国家CAD支撑软件工程技术研究中心武汉430074

针对惯性约束聚变(ICF)间接驱动对称性分析中靶自身遮挡判断困难、表面辐射能流计算效率低等问题,提出了基于CUDA的靶丸辐射能流并行计算方法.该方法以两区近似均匀模型为基础,利用四叉树结构对靶离散单元进行层次化表示,再根据包围盒... 详细信息

针对惯性约束聚变(ICF)间接驱动对称性分析中靶自身遮挡判断困难、表面辐射能流计算效率低等问题,提出了基于CUDA的靶丸辐射能流并行计算方法.该方法以两区近似均匀模型为基础,利用四叉树结构对靶离散单元进行层次化表示,再根据包围盒的相交判断快速剔除遮挡单元;通过单元视角因子计算过程到GPU各运算线程的映射,实现了靶丸辐射能流计算的并行化.实验结果表明,在保证同样计算精度的同时,文中算法平均加速比在考虑遮挡时为15,不考虑遮挡时为400,具有较高的计算效率.

关键词：惯性约束聚变视角因子四叉树遮挡剔除 CUDA

神光-Ⅲ主机内爆柱腔靶长径比对靶丸辐照不均匀度的影响

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强激光与粒子束 2011年第9期23卷 2409-2414页

作者：景龙飞黄天晅陈伯伦苏明余波蒋炜蒲昱东晏骥中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

讨论了神光-Ⅲ主机内爆柱腔靶长径比(腔长与直径之比)对靶丸辐照不均匀度的影响。根据神光-Ⅲ主机设计参数,计算了黑腔内侧激光光斑参数。利用视角因子方法,分析了一个简化的双锥环辐照模型下靶丸表面辐照不均匀度随黑腔长径比的变化,... 详细信息

讨论了神光-Ⅲ主机内爆柱腔靶长径比(腔长与直径之比)对靶丸辐照不均匀度的影响。根据神光-Ⅲ主机设计参数,计算了黑腔内侧激光光斑参数。利用视角因子方法,分析了一个简化的双锥环辐照模型下靶丸表面辐照不均匀度随黑腔长径比的变化,讨论了腔壁反照率、内外环激光功率比和光斑移动等因素对最佳长径比和不均匀度的影响。计算表明,合理选择长径比能使靶丸表面辐照不均匀度小于1%,最佳长径比与NIF点火黑腔设计值基本相符。

关键词：间接驱动辐射驱动对称性视角因子长径比

引入守恒格式的自相似解进行ICF辐射驱动时变对称性分析

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强激光与粒子束 2013年第12期25卷 3173-3179页

作者：景龙飞张璐林雉伟况龙钰巫顺超江少恩黄天晅中国工程物理研究院激光聚变研究中心四川绵阳621900

引入守恒格式的自相似解计算黑腔X射线能流时空分布,通过视角因子方法计算靶丸表面入射能流分布,从而进行惯性约束聚变辐射驱动时变对称性分析。分析了光斑运动、激光脉冲波形及靶丸装配偏差对靶丸辐照均匀性的影响。以二阶分量时间积... 详细信息

引入守恒格式的自相似解计算黑腔X射线能流时空分布,通过视角因子方法计算靶丸表面入射能流分布,从而进行惯性约束聚变辐射驱动时变对称性分析。分析了光斑运动、激光脉冲波形及靶丸装配偏差对靶丸辐照均匀性的影响。以二阶分量时间积分值为优化目标,最佳腔长计算值与内爆对称性调节实验结果相符,内爆腔靶组合参数扫描得到的最佳长径比与NIF目前实验值相当,模型有效性得到验证。

关键词：间接驱动辐射驱动时变对称性自相似解视角因子

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ICF内爆靶丸能流分布三维数值仿真

强激光与粒子束 2013年第8期25卷 2011-2016页

作者：黄运保赵权华中科技大学国家CAD支撑软件工程技术研究中心武汉430074

针对惯性约束聚变(ICF)两区均匀模型中靶丸表面能流分布问题,采用三维离散视角因子方法进行模拟仿真。对辐照过程中出现腔壁自身遮挡的面元,利用四叉树结构进行快速剔除;实现了GPU上的靶丸能流分布的并行计算。基于该方法开发的三维仿... 详细信息

针对惯性约束聚变(ICF)两区均匀模型中靶丸表面能流分布问题,采用三维离散视角因子方法进行模拟仿真。对辐照过程中出现腔壁自身遮挡的面元,利用四叉树结构进行快速剔除;实现了GPU上的靶丸能流分布的并行计算。基于该方法开发的三维仿真软件IRAD3D 1.0,其有效性通过与解析解的对比得到了验证。不同算例模型的仿真结果表明了软件具有通用性、高效性,给出了靶丸均匀性分析的应用实例。

关键词：惯性约束聚变两区均匀模型视角因子能流分布遮挡剔除