[发明专利]一种考虑大尺度障碍物影响的室内天然气爆炸峰值超压的预测方法

权利要求书

1.一种考虑大尺度障碍物影响的室内天然气爆炸峰值超压的预测方法，其特征在于，所述方法包括：

步骤1、利用数值分析法获得大尺度障碍物体积阻塞率、泄爆面静开启压力、泄爆面积以及房间体积四个爆炸影响参数对室内天然气爆炸峰值超压产生影响的实验数据；

步骤2、对所述实验数据进行非线性拟合，建立包含大尺度障碍物体积阻塞率、泄爆面静开启压力、泄爆面积以及房间体积四个爆炸影响参数在内的室内天然气爆炸峰值超压预测模型；

其中，所建立的室内天然气爆炸峰值超压预测模型表示为：

当时，

当时，

上式中，P_max表示室内天然气爆炸峰值超压；R_vb表示大尺度障碍物体积阻塞率，R_vb＝V_o/V，其中V_o表示室内各大尺度障碍物的体积之和，V表示房间体积；p_a表示泄爆面静开启压力；p_o表示室内气体初始环境压力；A_v表示泄爆面积；A₀表示泄爆面所在墙面面积；A_v/A₀表示房间的泄压比；

步骤3、将爆炸事故现场获取的相关参数输入所述预测模型，对室内天然气爆炸峰值超压进行预测。

2.根据权利要求1所述预测方法，其特征在于，所述步骤1的过程具体为：

首先创建包含大尺度障碍物体积阻塞率、泄爆面静开启压力、泄爆面积以及房间体积四个爆炸影响参数的若干组数值计算物理模型；

基于数值计算物理模型的结构，获得大尺度障碍物体积阻塞率、泄爆面静开启压力、泄爆面积以及房间体积四个爆炸影响参数对室内天然气爆炸峰值超压产生的影响，并获得相应的实验数据；

其中，在若干组数值计算物理模型中，爆炸影响参数的数值取值范围分别为：大尺度障碍物体积阻塞率为0％-40％、泄爆面积为0.16m²-6.25m²、泄爆面静开启压力为0MPa-0.7MPa、房间体积为12m³-37.5m³。

3.根据权利要求1所述预测方法，其特征在于，在步骤3中，所述爆炸事故现场获取的相关参数包括：

大尺度障碍物体积阻塞率、房间尺寸、障碍物尺寸、泄爆面积、泄爆面静开启压力。

4.根据权利要求1所述预测方法，其特征在于，在步骤3中，所述将爆炸事故现场获取的相关参数输入所述预测模型，具体包括：

根据爆炸事故现场获取的相关参数，分别计算获得爆炸房间内大尺度障碍物的体积阻塞率R_vb以及房间泄压比A_v/A₀；

根据房间泄压比A_v/A₀的取值范围，选择相应的预测模型对室内天然气爆炸峰值超压进行预测。

5.根据权利要求4所述预测方法，其特征在于，计算爆炸房间内大尺度障碍物的体积阻塞率R_vb的过程为：

根据获取的房间尺寸计算房间体积V，V＝长×宽×高；

根据获取的障碍物尺寸计算障碍物体积V_o，V_o＝V₁+V₂…+V_n；

根据房间体积V和障碍物体积V_o计算爆炸房间内大尺度障碍物的体积阻塞率R_vb，R_vb＝V_o/V。

6.根据权利要求4所述预测方法，其特征在于，计算房间泄压比A_v/A₀的过程为：

根据获取的房间尺寸计算泄爆面所在墙面面积A₀，A₀＝长×高或宽×高；

根据泄爆面积A_v和泄爆面所在墙面面积A₀计算房间泄压比K，K＝A_v/A₀。