罗明伟，段枷亦，汪双星

(1.重庆科技学院 石油与天然气工程学院，重庆 401331；2.重庆聚祥燃气有限公司，重庆 400000)

城镇燃气管道是一个城市重要的生命线工程之一，但每年因管理不善、人为疏忽、违章操作、设备材料失效和第三方破坏等因素导致的城镇燃气管道泄漏事故时有发生，造成的物料和能量的损失、环境污染、人员伤亡和财产损失等危害给社会公共安全与和谐稳定带来极大的负面影响。因此，研究城镇燃气管道泄漏扩散，最大限度地遏制燃气事故造成的损害显得十分必要。

目前，国内外专家和学者针对气体泄漏扩散进行了一定的研究，先后提出了如高斯模型、唯象模型、Sutton模型、箱及相似模型、三维流体力学模型和浅层理论等，其特点主要表现为利用气体扩散的一般规律和实验结果数据分析拟合得出半经验半理论模型，但其计算结果的准确性很大程度上依赖于实际气体扩散条件(如泄漏类型、自然风向和强度、大气压力梯度分布、周围地形建筑等)与模型相接近的程度。本文利用FLUENT构建城镇燃气管道泄漏扩散模拟模型，研究掌握气体在一定风速和有限空间条件下的扩散规律和甲烷浓度分布规律，为有效预测城镇燃气管道泄漏扩散的影响范围提供理论依据。

1 数值模拟

1.1 问题描述

本文选择研究的城镇燃气管道管径为159×4 mm(DN150 mm)，考察长度为5 km(两截断阀间距)，环境温度为300K。为简化研究，选取甲烷体积分数为100%的天然气为燃气管道泄漏气体，泄漏口采用二维孔口模型，左侧水平向右风向，并取一个足够大且包含泄漏区域和扩散区域在内的空间(高50 m，泄漏半径25 m)分析气体扩散情况。……