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申请/专利权人：中国石油天然气集团有限公司;中国石油天然气集团公司管材研究所

摘要：本发明公开了一种含汞天然气泄漏造成的土壤污染面积的计算方法，属于仿真计算领域。本发明的计算方法，通过计算流体力学软件对泄漏出的含汞天然气在大气中的扩散进行模拟计算，得到汞蒸气扩散到地面的范围及不同范围内的浓度，接着利用数学模型计算土壤对汞蒸气的吸附量，以确认汞蒸气对土壤的污染面积；本发明主要依赖于成熟的计算流体力学软件进行，对于扩散结果的计算具有较高的准确度；另外，能够对各种不同的泄漏情况进行模拟，适用性好。本发明获得的计算结果，一方面有助于含汞天然气泄漏后土壤修复工作的进行，提高了工作质量和效率，另一方面，还能为含汞天然气管道风险评估提供更多的数据支撑。

主权项：1.一种含汞天然气泄漏造成的土壤污染面积的计算方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）确认泄漏工况；（2）采用计算流体力学仿真方法对含汞天然气的扩散场域进行三维建模，并对模型边界进行命名；（3）对建模模型进行六面体网格划分，并对泄漏孔处网格进行加密，之后输出网格文件；（4）将网格文件导入CFD仿真求解器，设置泄漏天然气的组分、计算模型和边界条件；（5）基于风速定义函数构建函数，将构建的函数导入CFD仿真求解器；（6）利用CFD软件对空气流动进行模拟，将泄漏孔设置为壁面条件，开始求解，直至各项残差值低于预设值，达到收敛，得到一个稳定的风场；（7）利用CFD软件对含汞天然气泄漏进行模拟，将泄漏孔设置为压力出口，设置求解步数，进行求解直至各项残差值低于预设值，达到收敛，得到稳定的汞扩散水平范围；（8）改变计算模型的边界条件，得到不同泄漏工况下含汞天然气的扩散范围，利用CFD后处理软件对计算结果进行后处理，得到地面不同位置上汞浓度的分布；（9）采用土壤对汞的吸附模型，计算出地面不同位置的土壤对汞的吸附量；步骤5）中采用SIMPLE算法进行求解，计算模型的各子项采用以下离散格式：梯度采用最小二乘单元；压力采用二阶格式；动量、湍流动能、湍流耗散率及各组分均采用二阶迎风格式；步骤9）中的吸附模型如下： 式中：F为地面汞浓度通量，ngh·m2；CS为土壤对汞的吸附量，μgg；T为环境温度，℃；L为太阳辐射强度，Wm2；βi为预测系数，i为0、1、2、3、4、5； β 0为4.12×105，β1为5.39×105，β2为4.15×105，β3为1.75×105，β4为1.72×105，β5为59×105。

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