计算机辅助安全工程：第4章深度解析安全模拟与CFD事故灾害模拟

本资源是关于计算机辅助安全工程的第四章——安全模拟与仿真，由叶迎春教授针对机械与储运工程学院的学生讲解。这一章节着重讨论了数字仿真在安全工程中的广泛应用，包括以下几个核心内容： 1. 数字仿真的特点： - 可以对系统模型进行参数化调整，实现快速求解。 - 结果准确可靠，减少了实验成本，降低了失败风险。 - 提高了系统的优化设计能力、预测能力，比如通过ANSYS和ABAQUS进行寿命预测，结构疲劳分析。 - 安全评价、应急响应、安全训练（利用虚拟现实技术）等都能通过数字仿真进行模拟。 2. CFD（计算流体动力学）的应用： - CFD是模拟流体流动和热量传递的重要工具，它基于流动基本方程，如质量守恒、动量守恒、能量守恒等，构建数值模型。 - 典型的事故灾害模拟软件如Fluent、PHAST（DNV开发）、FLACS、AutoReaGas和AUTOHYN等，可用于模拟火灾、爆炸、泄漏扩散等场景。 - 具体案例展示，如进站管线破裂引发的喷火影响范围图和化肥厂氯气泄漏的情况，都通过这些软件进行了灾害模拟。 3. SAFETI软件： - 是DNV开发的一款事故灾害模拟软件，包含漏泄、扩散、燃烧和爆炸模块，能够计算物料泄漏到环境中的流速和状态，进而评估云团传播和潜在危害。 4. Fluent软件系统： - 作为全球领先的CFD软件之一，Fluent被广泛应用于复杂几何结构的流体流动和热传导模拟。其包含解算器、prePDF（用于燃烧过程预处理）和Gambit（几何图形模拟和网格生成工具）等组件。 本章内容深入浅出地介绍了如何运用计算机模拟和仿真技术提升安全工程的精确性和效率，帮助工程师们在实际操作中更好地预防和应对各种可能的安全问题。