[发明专利]一种自动判断高能管道破裂范围靶物安全的方法及装置

权利要求书

1.一种自动判断高能管道破裂范围靶物安全的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

获取破裂口信息和破裂管道内的流体介质参数；

根据破裂口信息和流体介质参数创建喷射范围模型;

以喷射范围模型所在的虚拟房间的各个面作为切割面对喷射范围模型进行切割；

对切割后的喷射范围模型进行碰撞检查，查找出喷射范围模型以内的靶物;

判断所述靶物是否为管道靶物，并根据判断结果筛选出管道靶物；

创建破裂口与管道靶物之间的由多条射流线组成的射流束模型；

将所述射流束模型与被查找出的所有靶物进行碰撞；

根据射流束模型中的每条射流线与一个或多个靶物的碰撞点的位置关系判断该条射流线是否被遮挡，并根据判断结果筛选出未被遮挡的射流线。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述破裂口信息包括破裂口的位置坐标、破裂口的朝向和破裂口的面积；所述流体介质参数包括流体介质的种类、密度和内部压力；

所述方法还包括：根据破裂口的位置坐标和破裂口的朝向确定所述喷射范围模型的轴心的方向；根据流体介质的种类、密度、内部压力以及破裂口的面积确定由所述轴心沿径向向外的辐射范围，形成所述喷射范围模型。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将所述管道靶物分成多条分段管道，每一条分段管道的长度为10cm-50cm ；

将每一条分段管道的中心点与喷射的管道的破裂口的中心点连线生成所述射流线。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

计算每一条未被遮挡的射流线的射流力；

所述射流力的计算公式是：

F_jet=(p₁+ρ₁v₁²-p_u)A₀ A_frag/ A_sec=[ p₁-p_u+G²/ρ₁]A₀ A_frag/ A_sec

其中，F_jet是射流力，N；p₁是破裂口处的压强，Pa；ρ₁是破裂的管道内的流体的密度，g/cm³；v₁是破裂口处流体的流速，cm/s；p_u是破裂口周围的压强，Pa；A₀是破裂口面积，cm²；A_frag是分段管道在喷射范围模型的截面上的投影面积，cm²；A_sec是分段管道在喷射范围模型的截面面积，cm²；G是流动密度，G＝ρ₁v₁；

利用PIPESTRESS力学分析软件根据每一条未被遮挡的射流线的射流力以及相对应的管道靶物的三维模型计算得到管道靶物的每一条分段管道的应力大小；

判断每一条分段管道的应力大小是否超出管道靶物的最大载荷，并根据判断结果确定超出最大载荷的需要防护的分段管道。