大气中放射性核素 云团的扩散计算

1. 大气中放射性核素 云团的扩散计算 宫联兵 5060209032 F0602013 指导教师：王德忠教授

2. 1. 背景 2. 扩散参数选择 3. 放射性核素云团扩散计算 4. 扩散方程的选择 目录 Company Name

3. 背景 放射性核素云团在大气中迁移和扩散的研究在国际上已进行了多年 ,其中多数是针对核电站或核装置泄漏对环境及人类的影响进行研究的, 放射性核素云团在大气中迁移和扩散的数值计算基本上可分为二步。 Company Name

4. 第一步根据大气动力学理论进行所关心区域中风场的计算 ,其理论基础是大气运动方程、连续性方程、状态方程、热力学方程和水汽方程构成的基本方程组。 第二步进行已知风场中放射性核素云团迁移和扩散的计算 , 采用类似于处理大气污染的方法 ,假设放射性核素云团不影响大气流体速度和温度 ,求解放射性核素的连续性方程。 Company Name

5. 扩散参数选择 1.有风时（u>1.5m/s) 根据国标《GB/T13201-91》 2小风静风时 根据国标《GB/T13201-91》 σ，а，ץ 依大气稳定度而定 X为下风距离（风的方向上远离源项的距离）。T为时间 3.大气稳定度分类 1961年Pasquill根据气温的垂直分布提出利用地面气象观测资料估计大气稳定度的方法。他把稳定度分为强不稳定，不稳定，弱不稳定，中性，弱稳定，稳定六类用A,B,C,D,E,F,G表示具体划分参见（GB/T13201-91) Company Name

6. 3. 放射性核素云团扩散计算 • 根据风场及相关的地形条件提出以下两种计算模型 • 一、高斯模型 • 二、拉格朗日模型 Company Name

7. 高斯模型 假设条件 排放物在y,z轴上的浓度分布为正太分布 风只在一个方向做稳定的水平运动 污染物在扩散中没有衰减和增生 在x方向上平流输运远大于扩散作用 浓度分布不随时间改变 地面足够平坦 C(x,y,z,h)= 上式中：c-----污染物浓度mg/ S----源强mg/s；h-----烟云有效高度 ；u----为风速 -------垂直方向的扩散系数 --------水平方向的扩散系数 Company Name

8. 对上式的理解：连续点源排放出的烟流， 可以看作为无数个时间间隔无限小的依次排列 的烟团所组成。从排放时间开始，每个烟团沿 着风的方向移动，烟团扩散以烟流的峰值浓度 轴线为坐标轴，以此衡量污染物的扩散速率和 范围，在整个采样时段内的平均烟流由许多“瞬 时”烟流构成。根据以上可构想烟流图形。 （1）. 瞬时烟流的形状没有规律，随着距 离增大逐渐膨大，浓度峰值尖锐 （2）. 浓度分布曲线对称，符合正态分布 （3）. 随时间增长，浓度分布越来越平缓 Company Name

9. 拉格朗日烟团模型 假设条件： 污染物在扩散中没有衰减和增生 地面足够平坦 大气为不可压满足连续性 小风或静风 用这些假定 ，在空间任一点（x,y,z）的浓度由下试表示 Company Name

10. 在上式中： 为烟团中心坐标,烟团中心随风的运动而改变， 并且 x ,y z为空间任一点坐标，x方向即为风向， 拉格朗日模型可以分为输运和扩散两个过程 Company Name

11. 烟团放出时，假设其有一中心，随着风的平流运动，在运动过程中，以烟团中心为烟团放出时，假设其有一中心，随着风的平流运动，在运动过程中，以烟团中心为 起点向周围扩散，代入空间任一点的坐标及此地的大气稳定度即可求得该地带该时 刻的浓度，对空间进行离散取点，分别计算出他们的浓度。应用相关软件即可模拟 出相应的图形 Company Name

12. 方程选择：有风，且忽略x方向的扩散作用时（x方向为风向），选择高斯模型，计算方便快捷。方程选择：有风，且忽略x方向的扩散作用时（x方向为风向），选择高斯模型，计算方便快捷。 小风，静风，或者是有风并考虑x方向的扩散作用时，x，y方向浓度分布不再高斯分布。此时应选择拉格朗日模型 Company Name

13. 算列源强S=8000000mg/s 烟囱高100m 烟气速度为15m/s,风场为B类稳定 • 通过空间取点计算出各点浓度。并模拟出相应的烟团模型。 Company Name

14. 相关文献 • 大气环境模式计算方法---------谷清 李云生编 • 复杂下垫面大气扩散的蒙特卡罗模拟----姚仁太 , 高卫华编 • 用高斯模型计算大气中放射性核素云团的扩散----------李 华，邓继勇 　王旭辉 　张利兴 Company Name

15. Thank You !