检索结果-内蒙古大学图书馆

释放源定位技术在防治有害气体泄漏与扩散中具有极其重要的意义。传统的定位算法依靠气味浓度梯度或风向进行搜索,在应对气味稀疏的湍流环境时则容易丢失目标而导致搜索失败,而信息趋向算法以搜索过程中获得的信息作为线索,在方向选择时追求熵降最大,搜索性能更好。首先,研究分析了常用气体扩散模型,后依其特点选择以气体湍流扩散模型为基础对信息趋向定位算法进行了仿真实现,验证了算法可行性。之后,通过对比实验研究了搜索距离长度对算法的影响,证明了信息趋向算法的鲁棒性。为进一步提升算法性能,分析了基本四边形路径单元、六边形路径单元及八点路径单元下的搜索特性,提出了改进型的四边形搜索路径单元,并通过大量对比实验验证其增强了算法的适应性,减小了搜索时间,提升了搜索效率。

关键词：气体扩散模型释放源定位信息趋向算法搜索路径单元

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WSN中基于气体扩散模型的气体源点定位研究

WSN中基于气体扩散模型的气体源点定位研究

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作者：廖海龙汕头大学

学位级别：硕士

无线传感器网络由于具有组网成本低、节点可随机散布在目标区域、覆盖区域广、能耗低及工作时间长等特点,近来在军事、民用等相关领域都有着广阔的应用前景。借助无线传感器网络实现气体源点定位的研究目的是寻找有效且精确的定位方案,... 详细信息

无线传感器网络由于具有组网成本低、节点可随机散布在目标区域、覆盖区域广、能耗低及工作时间长等特点,近来在军事、民用等相关领域都有着广阔的应用前景。借助无线传感器网络实现气体源点定位的研究目的是寻找有效且精确的定位方案,及时对监测区域做出预警。其研究成果可广泛应用于火灾早期监测、毒气扩散、易燃易爆气体泄漏、气态生化剂传播等场合。本文针对无线传感器网络中的气体源点定位问题,具体展开了如下几个方面的研究工作: 首先对无线传感网络的发展、特点、传感器节点的组成、WSN体系结构和主要应用领域进行了概述,总结了当前无线传感器网络应用于气体源点定位的研究现状及研究意义,引出课题的难点。其次对无线传感器网络定位技术的基本原理及类型进行了阐述,按照基于测距和非测距的分类标准,着重讨论并分析了常见的几种经典定位算法。同时针对气体源点定位的特点,介绍了一些常用的气体扩散模型,并在此基础上,推导出了适合于各种风向的气体扩散模型的通用表达式。然后以有风时气体浓度衰减模型为基础,构建了源点定位模型,并结合当前的智能优化算法和传感器节点在监测场中的分布特性,提出了两种集中式的气体源点定位算法——基于力导向量子粒子群优化的气体源点定位算法和基于加权距离差法的气体源点定位算法。并通过实验仿真验证了算法在不同条件下的可行性。最后针对集中式计算存在的一些问题,引入了分布式计算的思想,并分析了分布式计算的特点。考虑到用于定位的目标函数非凸化,本文提出了一种基于分布式自适应偏转次梯度投影的气体源点定位算法。该算法依然是以有风时气体浓度衰减模型为基础,以自适应偏转次梯度投影算法为核心,利用偏转次梯度方向代替原次梯度,以偏转次梯度投影的超平面作为搜索区域来进行松弛投影,对节点获取的气体浓度信息进行分布式计算,从而估计出气体源点位置。最后也通过仿真结果证明了该算法相对于其它同类算法的优越性。

关键词：无线传感器网络气体源点定位气体扩散模型集中式分布式

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安全评价中的气体扩散模型及应用

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工业安全与环保 2005年第8期31卷 50-51页

作者：吴笑龙长江中钢集团武汉安全环保研究院武汉430081 华中科技大学控制系武汉430074

安全评价中如何预测和模拟气体储罐在完全破裂后介质瞬间泄漏的动态扩散过程目前还没有合适的模型,通常只能借用环保领域中的高斯模型和Sutton模型,但环保领域的模型为稳态扩散模型,不含时间变量,并不适合动态扩散过程。提出了安全评价... 详细信息

安全评价中如何预测和模拟气体储罐在完全破裂后介质瞬间泄漏的动态扩散过程目前还没有合适的模型,通常只能借用环保领域中的高斯模型和Sutton模型,但环保领域的模型为稳态扩散模型,不含时间变量,并不适合动态扩散过程。提出了安全评价专用的气体扩散模型,并应用于实际评价。

关键词：煤气扩散模型安全评价气体扩散模型应用扩散过程环保领域高斯模型时间变量

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基于气体扩散模型的气体源定位系统

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国外电子测量技术 2017年第9期36卷 72-76页

作者：潘新平郑艳华林荣列王婉芝陆奕海黄清辉陈锐贤广州大学物理与电子工程学院广州510006

为了快速准确地确定气体泄漏源的位置,利用无风连续泄漏点源浓度的扩散模型,提出了基于加权质心算法的气体源定位法。采用气敏传感器阵列对目标区域的气体浓度进行检测,并通过ZigBee无线传感器网络把收集的数据反馈给协调器,协调器把打... 详细信息

为了快速准确地确定气体泄漏源的位置,利用无风连续泄漏点源浓度的扩散模型,提出了基于加权质心算法的气体源定位法。采用气敏传感器阵列对目标区域的气体浓度进行检测,并通过ZigBee无线传感器网络把收集的数据反馈给协调器,协调器把打包好的数据传递给主处理器,处理器依靠测量的结果计算出气体源位置,并可视化显示。在目标区域为4m×4m,以乙醇蒸汽为实验目标气体进行气体源定位实验。结果表明,平均定位结果相对误差不超过6%,验证了该方法的准确性。

关键词：气体扩散模型加权质心算法 STM32处理器 ZigBee无线传感器网络气体源定位

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化学环境构设中的气体扩散模型应用分析

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中文科技期刊数据库（全文版）自然科学 2021年第10期 368-369,372页

作者：高文博陆军防化学院北京102205

对高斯模型、SLAB模型、CFD模型进行了介绍,以有毒有害气体扩散环境的构设为应用对以上三种模型进行对比分析,认为SLAB模型是适于应用推广的模型,能够实现结合所处位置的地理、气象条件,实时构设有毒有害气体扩散所形成的虚拟动态浓度场... 详细信息

对高斯模型、SLAB模型、CFD模型进行了介绍,以有毒有害气体扩散环境的构设为应用对以上三种模型进行对比分析,认为SLAB模型是适于应用推广的模型,能够实现结合所处位置的地理、气象条件,实时构设有毒有害气体扩散所形成的虚拟动态浓度场,通过诱发检测设备产生报警信号,引导应急处置训练的开展,促进化学防护力量的建设。

关键词：气体扩散模型虚拟环境构设化学防护力量

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复杂地形条件下毒害性气体扩散实时模拟与可视化——以四川盆地川东北高含硫气田为例

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天然气工业 2025年第2期45卷 136-145页

作者：姜云李丁川沈若飞李梅张溶倩李元琛中国石油西南油气田公司川东北作业分公司四川省成都市610020 北京大学城市与环境学院北京市100871 北京龙软科技股份有限公司

危化行业毒害性气体扩散模拟主要用于风险评估和环境评价,然而复杂地形下的气体扩散实时计算方法研究较少。四川盆地川东北地区罗家寨高含硫气田地处川渝山区,大部分生产设施靠近高密度人口区域,面临的安全环保风险挑战大。为了解决毒... 详细信息

危化行业毒害性气体扩散模拟主要用于风险评估和环境评价,然而复杂地形下的气体扩散实时计算方法研究较少。四川盆地川东北地区罗家寨高含硫气田地处川渝山区,大部分生产设施靠近高密度人口区域,面临的安全环保风险挑战大。为了解决毒害性气体泄漏实时模拟与应急响应的现实需要问题,在系统分析高含硫气田毒害性扩散模型基础上,基于自动输入管线泄漏监测系统和气象系统的实时数据,提出了改进型复杂地形条件下的CALPUFF大气扩散模型计算方法,成功开发了川东北高含硫气田应急响应系统(Emergency Response/Management System,ERMS),有效支撑了高含硫气田的安全高效开发。研究结果表明:①通过改进CALPUFF模型参数文件,能够接入泄漏数据和气象数据,根据地形数据生成精细化三维风场,实现了泄漏气体扩散的实时动态计算;②该法适用于应急场景中的小尺度突发情况下的情景模拟,面向应急的毒害性气体模拟结果与环评模型结果基本一致;③该模型能够在2 min之内输出计算结果,满足了现场突发事故发生时实时快速计算和动态模拟的需求。结论认为,考虑复杂地形和实时监测的大气扩散模型实时计算方法有效解决了毒害性气体扩散实时模拟难题,研发的应急响应系统与泄漏监测系统、社区报警系统形成联动,为应急响应提供重要的决策支持。

关键词：四川盆地高含硫气田复杂地形气体扩散模型实时模拟社区应急数智化

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基于鸡群算法的危险化学品泄漏扩散事故反演方法

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华南理工大学学报（自然科学版） 2021年第9期49卷 56-64页

作者：陈国华胡雪薇周利兴门金坤陈清光华南理工大学机械与汽车工程学院广东广州510640 广东省安全生产科学技术研究院广东广州510640 广东省安全生产科技协同创新中心广东广州510640

化工厂危化品泄漏扩散事故时有发生,如何快速精确地确定泄漏源的位置和源强是处置突发危化品泄漏扩散事故的关键。针对传统泄漏源反演方法耗时长、精确度低等缺陷,文中提出了一种基于鸡群算法的泄漏扩散事故反演方法。该方法以气体浓度... 详细信息

化工厂危化品泄漏扩散事故时有发生,如何快速精确地确定泄漏源的位置和源强是处置突发危化品泄漏扩散事故的关键。针对传统泄漏源反演方法耗时长、精确度低等缺陷,文中提出了一种基于鸡群算法的泄漏扩散事故反演方法。该方法以气体浓度传感器监测的气体浓度数据与模型计算值的误差为优化目标,将危化品泄漏扩散事故反演问题转化为一个优化目标最小化问题展开研究,利用鸡群算法进行问题求解。采用加权质心法构造高质量的初始解集提升算法精度,反演结果最大误差减小至1 m。模拟结果表明,鸡群算法可以在短时间内得出较为准确的泄漏源位置,且鲁棒性满足实际需求,能够实现化工厂危险化学品泄漏源的快速、准确定位,以及泄漏源强的准确预估,为应急辅助决策提供及时有效的支持。

关键词：危险化学品泄漏气体扩散模型泄漏源反演鸡群算法

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山茶籽绝缘油中溶解气体分析与判断方法研究

山茶籽绝缘油中溶解气体分析与判断方法研究

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作者：相晨萌重庆大学

学位级别：博士

植物绝缘油作为一种燃点高、绝缘性能良好且环保无污染的新型液体绝缘电介质材料,目前在油浸变压器中得到越来越广泛的应用。变压器在运行过程中会伴随着老化、过热性故障和放电性故障,造成绝缘油和绝缘纸的分解,产生油中溶解气体,气体... 详细信息

植物绝缘油作为一种燃点高、绝缘性能良好且环保无污染的新型液体绝缘电介质材料,目前在油浸变压器中得到越来越广泛的应用。变压器在运行过程中会伴随着老化、过热性故障和放电性故障,造成绝缘油和绝缘纸的分解,产生油中溶解气体,气体在油中经过扩散,最终达到平衡状态。油中溶解气体分析（Dissolved Gas-in-oil Analysis,DGA）方法可以通过油中溶解气体含量和比例有效地判断变压器潜在故障,指导变压器故障诊断和状态评估。但对于植物绝缘油变压器来说,一方面缺乏运行和故障下的油中溶解气体数据,另一方面实验室获得的油中溶解气体数据缺乏规律性研究,此外对于特征气体在植物绝缘油中的扩散过程鲜有研究,因此尚未提出基于DGA的有效的植物绝缘油变压器故障诊断方法。本文针对以上问题,以山茶籽绝缘油为研究对象,深入研究了山茶籽绝缘油在老化和故障下的溶解气体特性,分析了特征气体产生规律和机理,提出了特征气体在山茶籽绝缘油中的扩散模型,并基于DGA建立了适用于山茶籽绝缘油变压器的故障诊断方法。论文的主要内容有:（1）开展了模拟山茶籽绝缘油变压器热老化、热故障和电故障的试验研究,获得了其主要特征气体产物,研究了特征气体含量随热老化时间、热故障温度及放电能量变化的规律。试验结果表明:除CO和CO2外,山茶籽绝缘油在热老化与热故障时主要特征气体是H2和C2H6,老化过程中C2H6百分含量随热老化时间增加呈增加趋势,H2百分含量呈减小趋势,热故障时CH4、C2H4和C2H6百分含量随热故障温度增加呈增加趋势,H2百分含量呈减小趋势;在局部放电时主要特征气体产物是H2、CH4,在击穿放电时主要特征气体产物是C2H2,在电弧放电时主要特征气体是C2H2、C2H4;热老化时间的增长、热故障温度的升高和放电能量的增加都会促进山茶籽绝缘油的分解。（2）研究了山茶籽绝缘油和绝缘纸在热应力和电应力下的分解过程,揭示了其气体产生机理。采用ReaxFF（Reactive Force-Field）反应力场对山茶籽绝缘油和绝缘纸反应过程进行了分子动力学模拟,研究了温度和电场强度大小对其分解过程和产物分布的影响,分析了其气体生成路径。结果表明:在热应力下,温度升高和受热时间增长均会促进山茶籽绝缘油和绝缘纸分解过程;在电应力下,电应力的施加促进山茶籽绝缘油和绝缘纸的分解,其大小会影响山茶籽绝缘油和绝缘纸的反应路径;模拟结果从微观上解释了山茶籽绝缘油老化和故障下的气体生成规律。（3）研究了特征气体在山茶籽绝缘油中的扩散特性,提出了气体在山茶籽绝缘油中扩散的数学模型。采用PCFF（Polymer Consistent Force Field）力场,对特征气体在山茶籽绝缘油中的扩散过程进行了分子动力学模拟,研究了气体分子种类和温度对于分子扩散系数的影响,根据获得的扩散系数,建立了考虑油流速的特征气体在山茶籽绝缘油中扩散的数学模型,将该扩散模型计算结果与试验结果对比,结果表明该模型能够反映特征气体在山茶籽绝缘油中的扩散过程。（4）基于山茶籽绝缘油中溶解气体特性和变化规律,提取有效特征量,提出了适用于山茶籽绝缘油变压器故障的特征气体诊断法、图示诊断法与无编码比值诊断法。结果表明:特征气体诊断法可以定性对山茶籽绝缘油变压器故障做出粗略判断;图示诊断法与无编码比值诊断法可以有效的判断山茶籽绝缘油变压器故障类型,综合对比各种诊断方法性能,发现H2,C2H4,C2H2&H2,CH4,C2H6三角形综合诊断法及无编码比值法是诊断山茶籽绝缘油变压器故障的较好方法。上述研究工作是针对植物绝缘油变压器故障诊断的积极探索,为植物绝缘油变压器的状态评估和运行维护提供了理论支撑和决策方法,对于保证植物绝缘油变压器安全运行具有十分重要的理论参考价值和工程指导意义。

关键词：山茶籽绝缘油溶解气体特性气体产生机理气体扩散模型故障诊断

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基于成像差分吸收光谱技术的气体分布重建研究

基于成像差分吸收光谱技术的气体分布重建研究

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作者：钟鸣宇中国科学技术大学

学位级别：博士

大气污染问题已经严重影响了我国人民的身体健康,对社会经济的发展造成了严重的干扰。污染控制的前提是了解气体的空间分布,准确获取污染气体的空间分布对于污染控制十分重要。由于以往的电化学传感器的测量结果受到局部环境的影响,往... 详细信息

大气污染问题已经严重影响了我国人民的身体健康,对社会经济的发展造成了严重的干扰。污染控制的前提是了解气体的空间分布,准确获取污染气体的空间分布对于污染控制十分重要。由于以往的电化学传感器的测量结果受到局部环境的影响,往往难于体现较大尺度上的气体空间分布。光学遥感的方法是获取气体空间分布的有效手段,其中,差分吸收光谱技术(DOAS)与断层扫描(CT)技术相结合是一种根据路径积分浓度值,通过求反问题得到气体空间分布的方法。DOAS技术具有测量范围广、非接触、实时性等突出优点。进行污染控制需要了解气体的空间分布,一种被广泛研究的方法是将DOAS技术与CT技术相结合。由于长程差分吸收光谱技术(LP-DOAS)需要设置反射器,限制了该技术的测量高度。基于太阳散射光的多轴差分吸收光谱技术(MAX-DOAS)虽然不需要设置反射器,但每次只能测量一个路径积分浓度值,造成其测量结果的时间分辨率低。成像差分吸收光谱技术使用二维CCD作为成像器件,可对某个方位角上视场范围内的多个点同时成像,大大提高了测量结果的时间分辨率。本文设计了基于成像差分吸收光谱技术(IDOAS)的实验数据采集系统,并给出了一套系统校准的方法。使用该套系统进行了验证性实验和外场实验,采集了气体的路径积分浓度数据。根据以上路径积分浓度,使用CT重建算法重建了气体的断层分布,并研究了其重建效果。本文重点研究了烟囱烟羽中的痕量气体断层重建。首先回顾了经典的气体断层重建算法,并简要说明了各种算法的优缺点。然后使用非负最小二乘法(NNLS)中的顺序坐标法(SCA)重建了烟羽的空间断层分布,分析了像素划分、烟羽位置和测量误差对重建结果的影响。为了进一步提高重建结果的稳定度,首次将压缩感知理论引入气体重建领域。创新性地使用基于全变分的优化算法改进了经典的低三阶导数(LTD)模型,并设计了 POCS-LTD算法和BOCS-LTD算法,数值模拟表明这两种算法对像素划分和烟羽位置不敏感,并具有良好的抗误差能力,减少了重建图像的伪影。在合肥物质科学院环境光学综合观测实验场进行了验证性实验。以充入了标准气体的石英玻璃样品池中的气体为研究对象,用线性回归的方法估计了样品池中气体的分子数密度,并分析了样品池中的气体分布规律。使用投影凸函数集全变分法重建了样品池中的气体分布。重建得到的分子数密度的峰值与通过线性回归得到的分子数密度最大值吻合,气体位置和样品池的实际位置吻合,从而验证了 IDOAS技术用于气体分布断层重建的可行性。在淮南某电厂外进行了外场实验。以电厂烟囱烟羽为研究对象,采集了实验光谱。搭建了数据采集系统。根据IDOAS的经纬度,以太阳为公共参照物,分别对两台IDOAS的指向进行了校准。反演了采集到的光谱,根据反演得到的路径积分浓度,利用SCA法和基于全变分的三阶导数法对断层图像进行了重建,验证了算法的有效性。

关键词：成像差分吸收光谱技术计算断层重建压缩感知气体扩散模型

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