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摘 要：目前對電廠疏水管道閥門泄漏多采用基于傳熱原理的內(nèi)漏自動檢測計算方法，但是已有研究尚未對閥門泄漏時管道內(nèi)流體的流動和傳熱進行分析，且對溫度測點如何布置以及溫度測量的精度要求也缺乏研究。針對以上問題，采用計算流體力學仿真的方法，研究了閥門泄漏時管道內(nèi)傳熱和流動情況，分析了不同的管道直徑和保溫材料對所測溫差和泄漏量的影響。

仿真分析結(jié)果如下。 （1）泄漏對速度矢量場分布影響較大。嚙合間隙出泄漏速度的范圍較寬且平均流速較大，遠遠大于腔內(nèi)的平均流速，泄漏區(qū)域氣體流速紊亂容易形成渦流且呈一定的速度梯度。

根據(jù)氣體檢測器設(shè)定點（以綠色顯示）所需的體積云，定義了氣體檢測器的位置。如果外殼中有任何氣體泄漏，放置在這些位置的氣體探測器可確保檢測到泄漏。 Cadence 的網(wǎng)格劃分套件顯著縮短了我們的網(wǎng)格劃分時間并提高了網(wǎng)格質(zhì)量，從而實現(xiàn)了更好的 CFD 仿真。您想親自試用 Fidelity Automesh 嗎？文章來源：cadence博客

本案例對埋地摻氫天然氣管道在土壤多孔介質(zhì)影響下的氣體泄漏擴散規(guī)律展開了仿真計算。主要涉及到多孔介質(zhì)，組分傳輸，局部初始化三個部分。計算模型依據(jù)相關(guān)文獻進行設(shè)置，對摻氫20%的天然氣泄漏擴散情況展開分析，通過對該案例的學習與掌握，后續(xù)可以對制定管道泄露應(yīng)急決策方案進行相關(guān)指導。

?本案例利用Fluent中的VOF模型，對氣體上浮問題進行了仿真計算。該案例為多個通氣孔注入氣體問題，幾何模型與仿真計算過程比較簡單，但通過該案例可延伸到魚缸增氧等較為復雜的仿真問題。1 前處理設(shè)置采用scdm建立如下圖所示的仿真計算幾何模型。 ?

01 研究背景 福島核電站事故是由于地震海嘯的影響，燃料棒未能及時冷卻，導致鋯合金與水發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生大量氫氣，發(fā)生氫氣爆炸事故破壞了安全殼，最終導致核泄漏。核安全專家在探討氫氣爆炸的潛在風險以及在核電站嚴重事故中緩解該風險的措施上投入了大量精力。基于氫氣在安全殼內(nèi)行為的研究，本研究旨在使用基于CFD通用仿真軟件研究在安全殼頂部存在垂直氣體噴泉時出現(xiàn)的氣體分層破裂現(xiàn)象。

</p><p><strong>壓力容器泄露的原因有很多，在工藝氣體生產(chǎn)或使用的現(xiàn)場，有時會因管線交錯、接頭和閥門密集 ，氣體泄漏點非常難以在短時間內(nèi)準確排查出來，甚至還會出現(xiàn)錯誤判斷。</strong></p><p>當壓力容器出現(xiàn)氣體泄漏時，怎樣才能快速發(fā)現(xiàn)真的泄漏點，解決問題避免出現(xiàn)安全事故呢？

<p>本案例對埋地摻氫天然氣管道在土壤多孔介質(zhì)影響下的氣體泄漏擴散規(guī)律展開了仿真計算。主要涉及到多孔介質(zhì)，組分傳輸，局部初始化三個部分。計算模型依據(jù)相關(guān)文獻進行設(shè)置，對摻氫20%的天然氣泄漏擴散情況展開分析，通過對該案例的學習與掌握，后續(xù)可以對制定管道泄露應(yīng)急決策方案進行相關(guān)指導。

李超、張?zhí)m霞等針對渦旋式壓縮機動渦旋盤受到傾覆力矩作用而引起的徑向泄漏問題，通過建立楔形平板間氣體泄漏模型以及計算氣體的質(zhì)量泄漏量，得出漸擴形泄漏通道對氣體泄漏影響較大［３］；李心慶針對渦旋式壓縮機動渦盤的傾覆和運動副間隙影響問題進行了動力學仿真分析，結(jié)果表明間隙會加大動渦盤的震動［４］；方圓力利用數(shù)值分析的方法對比分析了動渦盤的受力情況，結(jié)果表明傾覆力矩對整機動力特性的影響比自轉(zhuǎn)力矩更大［５］；ＨｉｗａｔａＡ

李超、張?zhí)m霞等針對渦旋式壓縮機動渦旋盤受到傾覆力矩作用而引起的徑向泄漏問題，通過建立楔形平板間氣體泄漏模型以及計算氣體的質(zhì)量泄漏量，得出漸擴形泄漏通道對氣體泄漏影響較大［３］；李心慶針對渦旋式壓縮機動渦盤的傾覆和運動副間隙影響問題進行了動力學仿真分析，結(jié)果表明間隙會加大動渦盤的震動［４］；方圓力利用數(shù)值分析的方法對比分析了動渦盤的受力情況，結(jié)果表明傾覆力矩對整機動力特性的影響比自轉(zhuǎn)力矩更大［５］；ＨｉｗａｔａＡ

使用工具Ansys Fluent、SpaceClaim、Fluent Meshing最終成果 利用Ansys Fluent，作者在有限時間內(nèi)探究了CTP電池系統(tǒng)內(nèi)單顆電池熱失控后熱量的傳播和氣體的擴散過程，驗證了隔熱設(shè)計的合理性并評估了不同的泄壓閥設(shè)計方案，獲得了選擇最佳方案的可靠數(shù)據(jù)。

由泄漏產(chǎn)生的吸熱由于氣體泄漏導致單體內(nèi)部壓力驟降，單體內(nèi)部被吸收熱量速率為：其中，Vh為單體內(nèi)部的剩余空間，以圓柱形的電池為例，可以取其體積的10%。氣體泄漏吸熱導致的瞬時單體溫度下降，仿真與試驗結(jié)果對比如下：3.3. 電芯整體發(fā)熱量計算單體整體的熱交換計算如下：上式中，內(nèi)部短路自放電過程除了產(chǎn)生Φec外，還會引起熵熱變化，遲滯損失。

對風扇旋轉(zhuǎn)運動的仿真則是通過 MRF 模型來實現(xiàn)的。Fluent 中常用的多運動坐標系模型包括： SMM（滑移網(wǎng)格模型）,MPM(混合面模型)以及 MRF（多重參考系模型）。考慮到風扇中氣體運動屬于定常流動，所以選擇計算量相對較少的 MRF 基準。

落?壽曾利用Fluent進行整流罩地面分離試驗仿真；張小偉等分析了整流罩分離過程的模態(tài)。兩學者基于相似的簡化原則，未考慮氣動力的時變影響和空間分布不均勻性。 3）對固體材料仿真的求解能力較差。由于流固耦合分析對邊界條件、模型尺寸、單元大小等因素極為敏感，要求同其他求解器聯(lián)合求解，不利于仿真的二次開發(fā)。

鹽穴儲氣庫注采氣過程是一個復雜的熱動力平衡過程，注采管柱、井壁、腔體圍巖在注采氣過程中會不斷受到交變應(yīng)力、熱量交換腔體蠕變的影響，可能引發(fā)氣體泄漏、井筒損壞、坍塌等事故。在運行中需嚴格控制注采過程的密封性，確保較高的井筒質(zhì)量，避免氣體泄漏、井筒損壞等；井套管應(yīng)采用高強度厚壁氣密封套管，防止鹽巖層蠕變被擠毀，發(fā)生坍塌，做好風險預防。

1 workbench 設(shè)置1.1 選擇流體流動（帶有Fluent 網(wǎng)格劃分功能的Fluent）下圖為本案例的workbench界面，一共分為三個模塊，若采用新版ansys，可以在一個模塊中完成所有計算。2 SCDM 設(shè)置2.1 導入幾何將已有的仿真模型導入A中。

氣體通過空氣濾芯吸入靜盤的外圍，隨著偏心軸的旋轉(zhuǎn)，氣體在動靜盤噬合所組成的若干個月牙形壓縮腔內(nèi)被逐步壓縮，然后由靜盤中心部件的軸向孔連續(xù)排出。渦旋壓縮機的工作原理如圖2所示。