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ANSYSAutoReaGas气体爆炸和冲击波传播三维CFD软件

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AutoReaGas是由美国世纪动力公司（CenturyDynamics）和荷兰TNO公司联合开发完

成的三维计算流体分析软件，2005年被ANSYS公司收购。它主要用来模拟气体爆炸与由

此引发的冲击波效应。专门设计用在那些非常拥塞（如管道工程管和设备）和限制（由于

建筑物/结构，包括通风口等）的场所，这些场所对燃烧加速有着很重要的影响，从而引起

超压。

AutoReaGas在全世界范围得到了广泛的应用，包括从事海上（包含平台、EPSO）、岸

上（化学制药和电厂、采矿和运输）设施安全和风险分析领域的咨询人员、承包商、操作

人员和研究人员。重要的是，AutoReaGas的可靠性已经得到了验证，如在著名的BFETS

测试中，仿真预测与试验结果吻合得很好。

AutoReaGas是用来模拟气体爆炸及其后效作用的专门的设计软件，并已得到广泛的验证。

另外一个很重要的功能：在研究设备或结构对爆炸的响应问题时，AutoReaGas计算结果

数据可以很容易地输出到结构分析软件，如ANSYSAUTODYN(显式)和ASAS(隐式)结

构分析软件。

专门用于拥塞和限制（敞开和封闭）的环境中

完整的三维分析

爆炸和冲击波求解器

验证

浸水

和结构分析软件的接口

按用户的要求和方案来制定使用许可证

AutoReaGas可用来模拟气体在拥塞和限制环境中爆炸及其后效作用的CFD软件。拥塞的

环境诸如当管道工程管被结构（如防爆墙和建筑）所限制时,软件中可以定义实心墙（封闭

的）、部分通风（如爆裂的平板）和完全通风（敞开）的环境，这样软件就同样适用于具

有相似环境条件的海上和陆地上设施。

AutoReaGas软件包含一个易于使用的集成的实体模型对象数据库—一个简化的三维CAD

系统—可以将模型的细节表现出来。几何模型可以从基于工业设计系统的第三方CAD软件

中输入或者使用集成的功能生成。并且包含一些典型的几何模型，如圆柱体（圆管和设备）、

长方体（设备和建筑物）和平面（防爆墙、爆裂的平板、甲板和带有多孔的栅栏）。

通常，在一个方案的早期（以FEED为例），仅建立一个简化的几何模型，随后在建立预

期深层次的几何模型时，可以将已有的几何模型直接导入使用，这就允许对气体爆炸早期

的后果进行一个合情合理的评估。上面的两个几何模型均可以通过合并AutoReaGas自带

的几何模型和PDMS中的几何模型结合而产生。

完整的三维分析—模拟三维几何体中烟雾、点火位置的影响

AutoReaGas可以执行一个完整的三维分析来展示一个真实的三维场景。也就是说，它通

过使用一个三维几何模型——一个三维的气体烟雾形状（及需要的成份）和可置于气体烟

雾中的任一个位置的点火点来实现的。

如上所述，AutoReaGas通过使用一个完整的三维模型来展示给定的场景。该软件的一个

重要特点就是可以通过使用亚格子技术来展示小对象（比数模型中的网格尺寸还小）的效

应并可以得到充分地展示。这些对象可以自动转化为网格，并保证他们已包含在计算中，

从而能够充分地展示由此所造成的燃烧加速现象。

下图所显示的海上平台联合体（左）的（简单）几何模型全都是用AutoReaGas软件所建

立的。右图中给出最大平台里的小对象（亚格子）。

爆炸场景——包含气体烟雾（和它的合成物）和点火位置——可以在三维中显示出来，如

右图所示，气体烟雾是任意形状的（也包含它的组份）且可以在任意点被点燃。

爆炸和冲击波求解器－有效捕获真实的物理现象

就气体烟雾局部和内部来说，对结果（超压、推动力等）的主要影响因素是燃面加速度，

而燃面加速度又是由流场中的设备引起燃烧阵面的湍流所造成的。在三维几何模型中（包

括子网格几何模型），气体爆炸求解器（基于N-S方程）展示了含有层流和湍流燃烧模型

的燃烧加速效应、气体烟雾的位置和选择点火点。

气体爆炸后产生爆炸冲击波，冲击波向远场传播并进而同其它结构相互作用。重要的是，

这样的远场冲击波受诸如管道类的小尺寸物体影响不大。因而AutoReaGas