水体污染源搜索方法研究开题报告

 2021-11-17 23:33:28

1. 研究目的与意义(文献综述)

1. 目的及意义(含国内外的研究现状分析)

1.1目的及意义

伴随着现代工业的急速发展,工业生产规模和所涉及领域不断扩大,其生产所必须的化学物品的使用量也在随之升高,由此带来的生产、运输、使用和储藏等所附带的安全问题也随之凸显 [[i]]。而最直观的表现便是近年来化工材料相关安全事故的频繁出现,如2015年5月12日发生在中国天津港瑞海危险品仓库的严重火灾及爆炸事故 [[ii]];2012年12月31日, 山西省长治市天脊煤化工集团的严重苯胺泄漏事件[[iii]]等等。而为了将化学品泄漏带来的直接和次生灾害降低到最小,正确的泄露污染物的处理也是必不可少的重要步骤。而污染物源头的追溯,便是污染物处理当中最重要的一个环节。只有掌握了污染物的源头情况,才能准确且快速的判断污染物的种类、泄漏速度、危险性等关键要素,并及时采取准确且高效的的治理方法[[iv]]。

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2. 研究的基本内容与方案

1.研究的基本内容、拟采用的技术方案及措施

本文的目的便是介绍基于Russell提出的六边形固定步长溯源法的基础上改进得到的基于浓度梯度嗅探的三角形溯源法,并比较其与常规正六边形算法以及变步长算法的优势及缺点。且对于河流的两种点源污染物在两种二维移流模型中进行了仿真验证,并使用udf验证了三角形算法的可行性和测得收敛步数等数据。

1.1 研究的基本内容

本次的研究主要在计算机模拟方面进行,主要内容如下

1.利用fluent对两种污染物在点源情况下在两种二维移流模型中的扩散情况进行仿真模拟,得到四种工况下的扩散云图及数据;

2.在得到fluent扩散云图之后,利用matlab联合仿真或fluent后处理使用udf,编写循迹程序;

3.使用编写完成的循迹程序在1中得到的扩散数据中进行循迹模拟,即:任意在范围内挑选一点开始循迹计算,记录循迹过程中的步长、步数、轨迹等信息,直到寻找到污染源为止。

4.将得到的步数、坐标、轨迹导出打表。以直观证明三角形循迹的可行性。

2.2拟采用的技术方案及措施

1.通过fluent先得到水流域的污染物扩散动态模型。

2.查阅算法优化相关书籍和相关文献判断matlab和fluent联合仿真得可行性并学习其相关步骤。

3.若2中可行性为否,则查找相关资料尝试使用udf编写循迹程序。

4.在fluent环境中得到轨迹图并输出坐标-步数-浓度表格,得到相关结论。

SHAPE \* MERGEFORMAT

通过文献查询关于算法优化的相关内容,准备后处理程序的编写

编写后处理程序并使用任意点源测试循迹程序的可行性

以excel的格式输出坐标-浓度-步数表格,并以作出折线轨迹图

得到相关结论。

3. 研究计划与安排

3.进度安排(按周次填写)

第1~3周:完成5000汉字以上的相关外文资料翻译,译文通顺、达意。

第4~5周:结合论文题目和前期工作做出进度计划,写出开题报告。

第6~9周:查阅相关文献,尝试完成fluent对不同流域环境下污染物扩散的模拟。

第10-14周:查阅相关文献资料,编写相关溯源程序并取得相关的溯源数据。

第15-16周: 撰写论文。

第17-17周:提交论文,验收,准备答辩。

4. 参考文献(12篇以上)

[1]杨海东, 肖宜, 王卓民, 邵东国, 刘碧玉. 突发性水污染事件溯源方法[j]. 水科学进展, 2014, 25(01):122-129.

[2]qiaoling chen, maureen wood, jinsong zhao. case study of the tianjin accident:application of barrier and systems analysis to understand challenges to industry loss prevention in emergingeconomies[j]. process safety andenvironmental protection, 2019, 131, 178-188.

[3]袁鹏, 彭剑峰, 田智勇, 宋永会. 加强企业环境风险防范 积极应对突发环境事件——山西长治苯胺泄漏事件的启示[j]. 环境保护, 2013, 41(05):53-55.

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