网格类型对典型化工园区下垫面气体扩散模拟的影响
作者:沈泽亚; 郎建垒; 毛书帅; 胡峰; 玄博元; 邢超
加工时间:2025-01-16
信息来源:应用力学学报
关键词:网格类型;化工园区;气体扩散;数值模拟;小尺度
摘 要:网格是CFD数值模拟的基础,为研究不同网格类型对化工园区气体扩散模拟的适用性,本研究基于在典型化工园区进行的示踪气体(SF6)外场泄漏实验,开展了全尺度数值模拟。选取四面体、多面体、混合四面体、混合多面体四种网格类型,从网格划分特征(数量、正交质量、纵横比)和CFD模拟性能(求解精度、准确性和计算时间)方面对网格进行对比研究。结果表明,网格划分特征方面,多面体网格数量最少(0.6~1.5百万),其次为混合多面体网格(0.8~3.3百万);混合多面体(0.44)和多面体(0.41)网格正交质量明显优于四面体(0.04)和混合四面体(0.02);混合多面体网格的纵横比最低。模拟性能方面,混合多面体网格计算精度最高,达到10-4,其模拟值与监测值的误差最小,相关性最好(0.98),同时模拟效率(27min)明显高于多面体(47min)和混合四面体网格(112min)。此外,从流场特征来看,多面体网格烟羽宽度大于混合型网格,混合四面体网格平均烟羽浓度最高。本研究结果对化工园区复杂下垫面CFD模型模拟工作中网格的选取具有一定的借鉴意义。
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