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LNG泄漏扩展蒸发及蒸气扩散数值计算的开题报告

一、研究背景与意义

随着天然气需求的不断增长，液化天然气（LNG）已成为世界主要的清洁能源之一。LNG作为一种低温低压的液体，在储运过程中，若发生泄漏，会直接进入蒸发阶段。在蒸发过程中，LNG会从液体状态转化为气态状态，产生大量的低温气体，严重影响周边环境。

因此，LNG泄漏扩散模型的建立和数值模拟成为了LNG运输安全的关键研究领域。LNG泄漏扩散数值计算，通过对液态LNG蒸发-扩散-混合-反应-膨胀等过程进行数值计算，可以为LNG泄漏事故的应急决策和应对措施提供技术支持。

二、研究内容

本文旨在开展LNG泄漏扩散数值模拟的研究，包括如下内容：

1.基于物理模型和实验数据，建立LNG泄漏扩散数学模型

2.开展三维输运模拟数值计算，考虑泄漏速率、泄漏时间、管道布置、风速风向等因素

3.分析LNG泄漏后扩散和蒸气扩散的过程，考虑液态LNG蒸发、扩散、混合、反应、膨胀等机理

4.对模拟结果进行可视化处理和分析，评估泄漏对周边环境的影响

三、研究方法

本文主要采用基于控制方程的数值模拟方法，将LNG泄漏扩散过程分为连续相和离散相两部分，运用CFD软件（如FLUENT）对模型进行开发和计算，在考虑流体力学、传热传质和化学反应等关键孤陋的基础上，开展LNG泄漏后气体扩散的数值模拟计算。

四、预期目标

通过本次研究，预期达到以下目标：

1.开展LNG泄漏扩散数学模型的建立和参数敏感性分析；

2.掌握LNG泄漏扩散模型的数值计算方法和模型分析技术；

3.对泄漏扩散后液态LNG蒸发、扩散、混合、反应、膨胀机理有系统的认识；

4.通过对模拟结果的多角度分析和评估，揭示LNG泄漏事故可能产生的风险和影响；

5.为化工企业的安全生产和环境管理提供技术支持和科学依据。

五、研究难点

本研究涉及多学科交叉，领域广、范围大，面临如下难点：

1.液态LNG泄漏扩散的过程较为复杂，需要考虑很多不确定性因素（如生产流量、泄漏速率、管道布置、风速风向等），难以建立准确的数学模型；

2.输运过程中，LNG的物性和特性会发生变化，从而影响泄漏扩散的过程和结果，这也增加了模型的不确定性；

3.LNG泄漏扩散涉及多学科交叉，需要掌握流体流动、化学反应、传热传质、物料与环境交互等多方面的知识，难度较大。