(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111506429.4 (22)申请日 2021.12.10 (71)申请人 南京工业大 学 地址 211816 江苏省南京市浦口区浦珠南 路30号 (72)发明人 张彬　侯淑雅　黄露瑶　黄创创　 袁芝　张宇霆　付建坤　 (74)专利代理 机构 南京正联知识产权代理有限 公司 32243 代理人 张玉红 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种LNG池火灾3D事故场景构建和后果展示 方法 (57)摘要 本发明所述的一种LNG池火灾3D事故场景构 建和后果展示方法， 通过建立LNG池火灾后果的 固体火焰模型； 在固体火焰模型的基础上， 计算 指定距离的热辐射值， 从而对事故的发展以及热 辐射影响范围进行直观的体 现。 本发明所述的有 益效果为： 对事故场景进行精细还原， 对不具相 关工程专业知识的人来说， 理解难度小。 事故后 果计算准确有利于对事故后果分析， 演化过程的 展示对工厂员工教育以及应急预案的制定具有 指导意义； 模 型的建成对工厂的选址与布局具有 一定的指导 意义。 权利要求书2页 说明书5页 附图2页 CN 114201873 A 2022.03.18 CN 114201873 A 1.一种LNG池火灾3D事故场景构建和后果展示方法， 其特 征在于， 所述方法的步骤为： S1、 根据L NG的燃烧特性， 构建L NG池火灾事故后果计算的固体火焰模型； S2、 根据建立的固体火焰模型， 采用Mathcad工程计算软件， 计算目标位置所受热辐射 值； S3、 建立LNG工厂 的3D场景， 并设置工厂中可燃物质的特性， 对泄漏事故场景进行模拟 计算； 将热辐 射测量结果与 泄漏事故场景模拟计算结果结合， 得出燃烧物质的类别与燃烧 范围， 通过三维动画形式展示模拟事故火焰 传播范围与发展后果。 2.根据权利要求1所述的一种LNG池火灾3D事故场景构建和后果展示方法， 其特征在 于， 利用固体火焰模型对L NG池火灾进行后果计算， 所述固体火焰模型为式(1) q(x)＝SEP*F12(x)* τ(x)        (1) 其中q(x)为指定距离的热辐射强度， kW/m2； SEP为表面发射功率， kW/m2； F12(x)为视觉 因子； τ(x)为大气透射 率。 3.根据权利要求2所述的一种LNG池火灾3D事故场景构建和后果展示方法， 其特征在 于， 对固体火焰模型中的最大质量燃烧速率与吸收系 数进行改进计算热辐 射值， 计算所述 热辐射值的步骤为： S2‑1、 根据池火直径d和最大质量燃烧速率， 通过式(2)计算LNG的质量燃烧速率mburn， 进 而通过式(3)确定总热释放速率 Q； mburn＝mmax(1‑e‑kβ d)        (2) mmax为最大质量燃烧速率， d为池火直径， kβ 为中间系数， e为指数计算的底数； 燃烧效率； Hc： 燃烧热， kJ/kg； mburn： 燃烧速率， kg/m2‑s； S2‑2、 根据式(4)与式(5)分别计算火焰长度L、 火焰倾 斜角 θ； L为火焰长度， 单位m； d为池火直径， 单位m； mburn为质量燃烧速率， 单位kg/m2‑s； hc为甲 烷的燃烧热， 单位J/kg； ρa为空气密度， 单位 kg/m3； cp为空气比热， 单位J/kg ‑K； Ta为大气温度， 单位K； g为重力加速度， 单位m/s2； S2‑3、 根据池火直径d， 确定表面发射功率SEP， 计算方式如式(6)所示； SEP＝SEPmax·(1‑e‑k·d)＝190·(1‑e‑0.3·d)     (6) S2‑4、 根据L、 θ 以及目标监测点与火焰中心的距离x， 确定LNG池火与目标监测点之间的 视觉因子F12； F12＝f(L， θ， d， x)           (7) S2‑5、 根据已知的环境温度Ta和湿度RH， 计算大气透射 率 τ， 计算方式如下式所示；权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114201873 A 2为沿路径长度的水蒸气量； x为热辐射测量点到池火中心的距离， 单位m； 为沿 路径长度的二氧化 碳量； RH为相对湿度， 单位％； T为环境温度， 单位K； S2‑6、 根据固体火焰模型式(1)计算目标监测点处的热辐射强度； S2‑7、 计算过程S2 ‑1至S2‑6输入Mathcad中， 并对场景中目标人物位置距离火焰中心距 离x进行读取， 计算热辐射 值。 4.根据权利要求1所述的一种LNG池火灾3D事故场景构建和后果展示方法， 其特征在 于， 步骤3中， 通过游戏开发软件建立 LNG工厂的3D场景， 模拟事故传播与蔓延： S3‑1、 构建LNG工厂3D场景； S3‑2、 设置场景中可燃物的燃烧特性， 模拟事故 发展方向与事故火焰 传播范围； S3‑3、 读取Mathcad软件对于目标人物在指定距离处热辐射测量结果， 显示热辐射值与 安全提示； S3‑4、 根据目标任务变化 位置， 实时显示热辐射 值与安全提 示。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114201873 A 3