秦山核电二期工程厂址建筑物群对气态放射性排放物扩散影响的实验…

在环境风洞中，对于一定的模拟区域和气态污染物排放源，通过释放示踪气体做大气扩散模拟实验，是当今环境空气质量评价与研究的一个有效途径。本文通过风洞模拟实验，对秦山核电二期工程厂址建筑物群周围的流场特征和烟羽弥散规律进行了研究，给出了一个估算复杂建筑物周围地面空气中污染物浓度分布的计算模式。     

建筑物周围流场与污染物扩散的数值与风洞模拟研究

在来流与建筑物一迎风侧之间不同角度情况下,采用k-ε(RNG)与LES两种湍流模型模拟了位于立方体建筑物顶部污染源所排放污染物的流动和扩散规律,并与相应的风洞实验结果进行了比较。流场分析结果表明,数值模拟能够较好的模拟建筑物顶部回流以及背风侧空腔区等。浓度场分析结果表明,建筑物顶部回流区的数值模拟结果与风洞实验结果基本一致,而在建筑物背风侧空腔区数值模拟结果略高于风洞实验结果。综合分析表明,LES、k-ε(RNG)模型都能够较好地模拟建筑物周围的流动和扩散规律,两种模型相比,LES模型与风洞实验吻合的更好。     

复杂建筑物近场扩散的风洞模拟

介绍了在风尚卅采用雷诺数自准准则作为动力相似的判据对一特定建筑物布局的模拟试验。风洞实验采用1∶200的缩比模型，较好地模拟楼顶通风口排放。实验表明，建筑物对污染物弥散的影响是非常复杂的，不仅表现出非均匀、非定常特征，而且随着建筑物布局的改变和风向的变化，这种影响也是各异的。实践表明风洞试验是研究这类微小尺度的湍流扩散问题的一个有力工具。     

拖曳式水槽模拟实验系统及实验验证

对大气环境进行研究时主要有三种手段:物理模拟、数值模拟和现场实测。其中,物理模拟的方法除了风洞实验之外,近年来不断发展的还有水槽模拟实验。为了完善水槽模拟实验方法,中国辐射防护研究院建成了国内大型环境模拟拖曳水槽及配套测试设备。本文介绍该实验装置的结构、性能与特点,并通过初步实验,证明该实验装置在对污染物在大气环境中迁移扩散的模拟具有一定的有效性。     

田湾核电厂复杂地形对流动和扩散影响的风洞实验研究(英文)

通过风洞模拟实验研究复杂地形山体对流动和扩散的影响。实验以厂址为中心,应用 X 型热线探头探测了不同风向下的平均流和湍流结构。对山体尾流中最大平均速度扰动和湍流强度扰动的衰减规律以及山体尾流结构进行了分析。用示踪扩散实验法研究复杂地形污染物浓度分布和扩散特征。根据实验结果建立了估算复杂地形扩散参数的经验方法,并经其它厂址数据所验证。给出了一个估算复杂地形大气扩散的计算模式,该模式预测结果与现场实验数据相吻合。     

田湾核电厂址大气弥散风洞实验研究

介绍了田湾核电工程复杂地形厂址地区山体对流动和扩散影响的风洞模拟实验研究方法和结果。该实验以厂址为中心应用X型热线探头探测了不同风向下的平均流和湍流结构。用乙烯示踪扩散实验法研究复杂地形污染物扩散的规律。根据实验结果建立了估算复杂地形扩散参数的经验方法,还给出了一个估算复杂地形大气扩散的模式,该模式预测结果与现场实验数据相吻合。     

核环境科学40年发展回顾

概述了核环境科学40年的发展历程。介绍了中国辐射防护研究院与中国原子能研究院等单位在核工业创建初期和二次创业过程中合作开展的一些现场调查、厂矿周围地区的污染物监测、生态转移参数测定、大气和地表水野外实验和环境影响评价等工作，以及在非核领域开展的一些大气和地表水、地下水现场实验和环境影响评价工作。1964年－2001年共完成大型实验83项（其中非核领域项目为24项），环境影响评价329项（其中非核领域项目为218项）。最后，评述了中国辐射防护研究院低水平环境放射性测量实验室以及核工业重点实验室－－核辐射环境模拟技术实验室的建设情况和特点，后者包括环境风洞（大气边界层实验室）、地表水污染物迁移实验室、包气带和地下水污染物迁移实验室、核素迁移研究野外实验场、核素在含水层中迁移实验的地下研究设施（URF）。     

温度层结下建筑物群周围流场影响的数值模拟研究

采用RNG k-ε湍流模型模拟温度层结下建筑物群对流场结构的影响,并用风洞实验结果对模拟结果进行验证分析。结果表明:CFD 模拟结果与Yassin风洞实验结果能较好地吻合,稳定层结建筑尾流区范围内速度和湍流动能减小。通过对稳定、中性和不稳定条件下模拟结果的比较分析,确定了温度层结对规则建筑物矩阵中流动的影响。同时,温度层结对矩阵中街谷涡旋强度和纵向速度垂直分布有着显著影响,特别是当大气处于稳定条件时,建筑物对速度的衰减作用较为明显。     

冷却塔热羽对污染物流动扩散影响的风洞与数值模拟研究

利用风洞实验与数值模拟方法研究了某核电厂冷却塔在有无热羽排放情况下,对区域流场及烟羽扩散的影响。包括了受冷却塔及其热羽影响下厂址区域的平均流场及湍流结构,冷却塔热羽对烟羽空中分布、地面轴线浓度及扩散参数的的影响。结果表明:受冷却塔及其热羽影响风向轴线上风速明显减小,出现双速度亏损区。冷却塔热羽使得污染物扩散增强,散布范围增大,最大浓度降低,对垂向扩散影响显著。冷却塔对周围大气流动和污染物扩散的影响程度与烟囱和冷却塔的相对位置密切相关,冷却塔与烟囱连线与风向平行时,受影响尤为显著。同时,冷却塔所排热羽对污染物扩散的影响还与释放源和冷却塔的相对位置有关。     

某半岛的污染气象学调查和大气质量评价模式(续)

第三部分风洞模拟实验1978年5月在风洞进行了在该海岛布厂的废气排放实验。实验分两部分:一、是检验性试验,调整风洞模拟条件,使与现场的扩散实验相符合;二是探求合理的布局及相应条件下的扩散参数。现将其主要实验条件及污染评价有关的结果概述如下,详情可参考文献[8]。     

基于改进BP神经网络和遗传算法的多风扇风洞风速廓面快速形成方法

核事故发生时当地气象条件对气载放射性核素在大气中的扩散起着重要影响作用。本文采用10（行）×8（列）多风扇风洞来模拟核事故风场。基于改进BP神经网络算法对多风扇风洞风速廓面进行快速、精确的预测,结合遗传算法获得目标风速廓面所需的风扇阵列转速分布。结果表明,本文方法大幅提高了多风扇风洞对大气扩散模拟的实验效率,提供了变风速大气扩散模拟的条件。     

海岛下垫面对核事故核素扩散影响规律研究

为研究核事故发生后气载核素在海洋环境中的扩散,以海岛核电厂为研究对象,采用计算流体动力学（CFD）模拟的方法对海岛核电厂各下垫面要素、风速变化、喷口速度变化进行了模拟,并用风洞实验验证CFD模拟的准确性。结果表明,山体会对地面最大扩散因子产生显著影响;平台的高度增加时,地面最大扩散因子降低,出现距离更靠近喷口;风速的增大会使得面最大扩散因子出现位置后移;喷口速度增大会使得地面最大扩散因子变小,其出现位置后移;在喷口速度变化的情况下,地面最大扩散因子的CFD模拟值和高斯烟羽模型计算值呈倍数关系,并以此对高斯烟羽模型进行了修正。      

某拟建滨海核电厂址大气扩散规律初探

本文介绍了在我国东部沿海某拟建核电厂址进行的大气扩散试验的概况和主要结果,包括现场试验和风洞模拟实验。现场试验主要有：百米气象铁塔四个高度整年风、温逐时观测;地面风场、海陆风及热内边界层的观测与分析;SF6示踪试验与湍流测量等。在现场试验基础上尝试提出了计算滨海核电厂址年均大气扩散因子的模型。该模型既考虑了向岸流与离岸流的区别,又考虑了混合层与热内边界层、混合释放与扩散参数随陆距变化等综合影响因素。     

核事故大气扩散的多风扇风洞设计及实验验证

在核电厂发生严重事故时,需用大气扩散模型对核事故后果进行环境评价,而模型的准确性可通过风洞实验进行验证。为了提高风洞实验验证的准确性,克服被动风洞对边界层模拟的适应性差、调节复杂等缺点,本文将结构抗风中的多风扇技术引入到核事故大气扩散模拟研究中。通过设计10（行）×8（列）多风扇风洞,搭建了带风速反馈的风机阵列主动控制系统,对D类稳定度下边界层风速廓线特性进行了风洞模拟。本文实现了石岛湾核电厂址的风速廓线的快速模拟,且模拟精度较高,验证了多风扇风洞技术对大气边界层模拟的可靠性,为核电厂址大气扩散风洞实验提供了新的实验方法。     

大气扩散的水槽模拟与浓度场测量方法研究

为了深入探索大气扩散对环境的影响,探讨其各种现象的本质机理,又尽量减少客观制约因素,应建立各类模拟方法,物理模拟是其中很重要的一环。众所周知,物理模拟必然存在许多假设条件和制约因素。水作为流体介质的一种,可以在一定程度上替代空气介质进行大气扩散的物理模拟,与环境风洞实验及其他模拟手段形成互补。本文针对拖曳式水槽的物理模拟手段进行深入探究,利用平面激光诱导荧光技术(Planar Laser Induced Fluorescence,以下简称PLIF)建立了一套适用于大气扩散拖曳式水槽模拟的浓度场定量测量方法,并初步用于简单标准体附近的污染物扩散研究。结果表明,该方法能够模拟一定情况下的大气扩散,并能得出不同的大气条件对污染物浓度分布的影响。     

田湾核电厂址污染气象与扩散特征实验研究

描述了1997-08至1999-08在田湾核电厂址进行的污染气象与扩散特征的实验观测和研究在百米气象铁塔的10m,30m,70m,100m四个高度安装了风、温探头,进行了两年的逐时观测;分析了中尺度风场的一般特征、海陆风个例及其出现频率;对热内边界层进行了实验观测并给出了热内边界层高度拟合公式;描述了风洞模拟及其主要结果,应用1997年夏、冬两次的塔层湍流测量数据资料和1997年度10次中性天气的示踪实验结果,给出了该地区的各类天气的扩散参数σy和σz。应用上述实测资料估算了该地区的年均大气扩散因子和非居住区边界事故概率大气扩散因子。     

Development of local-scale high-resolution atmospheric dispersion model using large-eddy simulation. Part 4: turbulent flows and plume dispersion in an actual urban area

We have developed a local-scale high-resolution atmospheric dispersion model using large-eddy simulation (LOHDIM-LES) to assess the safety at nuclear facilities and to respond to emergency situations resulting from accidental or deliberate releases of radioactive materials (e.g., a terrorist attack in an urban area). In Part 1, the unsteady behavior of a plume dispersing over a flat terrain was successfully simulated. In Parts 2 and 3, LESs of turbulent flows and plume dispersion around an isolated building and in building arrays with different obstacle densities were performed, which showed the basic performance comparable to wind tunnel experimental technique. In this study, we apply the LES model to turbulent flows and plume dispersion in an actual urban area. Although some of the turbulence and dispersion characteristics are quantitatively different from the wind tunnel experimental data, the distribution patterns are generally similar to those of the experiments. It is concluded that our LES model simulates reasonably the unsteady behavior of turbulent flows and plume dispersion even for complex heterogeneous urban areas.     

Turbulent diffusion of heat between connected flow passages Part 1: Outline of problem and experimental investigation

Mixing by turbulent diffusion and secondary flow between the parallel subchannels of ducts simulating smooth, bare rod bundles has been investigated both experimentally and analytically. This paper, part 1, outlines the problem and reports experimental results; part 2 deals with the computer prediction of turbulent flow in rod bundles.The experimental work was performed on a long wind tunnel which was designed to achieve an axially unchanging, fully developed temperature profile at the tunnel exit. This is believed to be the first substantial investigation of inter-subchannel mixing using this technique. Detailed measurements were made over a range of Reynolds numbers and in three configurations simulating pitch to diameter ratios of 1.833, 1.375 and 1.1.The results of the experimental work confirm the major findings of previous investigations, in particular that the inter-subchannel mixing rates are considerably higher than predicted by simple diffusion theory, and are relatively insensitive to variations in the gap width between the rods. Effective diffusivities through the gap appear to be strongly anisotropic and there is no evidence of secondary flows.