基于FLACS的受限空间瓦斯爆炸数值模拟.pdf

第 3 8卷第 8期 2 0 1 3年8月 煤 炭 学 报 J OUR NAL O F C HI NA C OAL S OC I E T Y Vo 1 ． 3 8 N o ． 8 Aug ． 2 01 3 文章编号 0 2 5 3 - 9 9 9 3 2 0 1 3 0 8 1 3 8 1 0 7 基 于 F L A C S的受 限空间瓦斯爆 炸数值模拟 罗 振敏 ， 张 群 ， 王 华 ， 程方明 ， 王 涛 ， 邓 军 1 ． 西安科技大学 能 源学 院 ， 陕西 西安7 1 0 0 5 4； 2 ． 西安科 技大学 西部矿井开采及灾害 防治教育部重点实验室 ， 陕西 西安7 1 0 0 5 4； 3 ． 河南理工 大学 河南 省煤矿瓦斯与火灾防治重点实验室 ， 河南 焦作4 5 4 0 0 3 摘要 为了对矿井瓦斯爆炸 灾害进行有效 防治、 安全评估和事故调查 ， 采用 X K WB 一 1 型近球型密 闭式气体爆炸特性测试装置进行 甲烷爆炸 实验， 并应用 F L A C S软件对该爆 炸过程进行数值模拟 ， 二者对比表 明添加辐射模型的模 拟与 实验结果基本吻合 ， 平均误差 1 ． 8 8 ％ ， 说明辐射换热是 瓦斯 爆炸过程中除热传导和热对流外主要的热量传递方式。模拟结果表明， 瓦斯爆炸燃烧波以近球面 波的形式向四周传播 ， 小空间内各 点压 力很快达到均 匀， 从容器壁面到点 火源处温度梯度不断增 大； 当火焰面传至壁 面附近 时， 未燃 气体受壁面作 用产生回流 ， 上下、 左右的回流气体相遇形成的涡 旋使火焰加速 ， 在可燃性气体燃烬时爆炸超压达到最大值。添加辐射换热模型的模拟结果误差基 本满足工程 需要 ， 可应用于更复杂空间的瓦斯爆炸过程模拟。 关键词 受限空间； 瓦斯爆炸； 辐射模型 中图分类号 T D 7 1 2 ． 7 文献标 志码 A Nu m e r i c a l s i m u l a t i o n o f g a s e x pl o s i o n i n c o n fine d s pa c e wi t h FLACS L U O Z h e n mi n ， Z HA N G Q u n ， WA N G Hu a ， C HE N G F a n g ． ru i n g ， WA N G T a o 一， D E N G J u n ， 1 ． S c h o o l o fE n e r g y E n g i nee r i n g， X i ’ a n U n i v e r s i t y of S c i e n c e a n d T e c h n o l o g y ， Xi ’ a n 7 1 0 0 5 4， C h i n a ； 2 ． K e y W e s t e r n C h i n a L a b o r a t o r y f o r C o a l E x p l o i t a t i o n D e v e l o p m e n t a n d S a f e t y f o r Mi n t ry ofE d u c a t i o n ， Xi ’ a n U n iv e r s i t y of S c ie n c e a n d T e c h n o l o g y ， X i ’ a n 7 1 0 0 5 4， C h i n a； 3 ． H e n a n P r o v i nce Key L a b o r a t o ry of P r e v e n t i o n a n d C u r e ofMi ne Me t h a ne ＆ F i r e s ， H e n a n P o l y t e c h n i c U n i ver s i t y ， J i a o z u o 4 5 4 0 0 3 ， C h i n a Abs t r a c t To p r e v e nt ， s a f e t y a s s e s s ， a c c i d e n t i n v e s t i g a t e t h e d i s a s t e r o f g a s e x p l o s i o n i n c o a l mi n e， e x pe r i me n t s we r e c o n du c t e d wi t h t h e XKW B一 1 n e a r l y s p h e ric a l c o n f i ne d g a s e x p l o s i o n t e s t i n g d e v i c e a n d t h e s o ftwa r e FL ACS t o s i mu l a t e t h e g a s e x p l o s i o n p r o c e s s o f d i f f e r e nt c o n c e n t r a t i o n s o f me t h a n e ． Th e r e s u l t s o f n u me r i c s i mu l a t i o n wi t h t h e t h e r ma l r a d i a t i o n mo d e l we r e c o mpa r e d wi t h t h e e x p e rime n t a l d a t a t o s e e t h e a v e r a g e e r r o r o f 1 ． 88 ％ ， wh i c h p r o v e d t ha t t h e r ma l r a d i a t i o n i s a l s o a n i mp o r t a nt wa y o f h e a t t r a n s f e r b e s i d e s c o n d u c t i o n a nd c o nv e c t i o n i n g a s e x p l o s i o n ．Co mbu s t i o n s p r e a ds a r o u nd t o f o rm a ne a r l y s p h e ric a l wa v e fro n t d u rin g g a s e x p l o s i o n． Pr e s s u r e o f v a r i o u s p o i nt s i n t h e s ma l l s p a c e a c h i e v e s un i f o r m q u i c k l y， a n d t e mp e r a t ur e g r a di e n t f r o m t h e v e s s e l wa l l t o i g n i t i o n s o u r c e i n c r e a s e s g r a d u all y． W h e n t he fla me fro n t a pp r o a c h e s t h e wall ， r e flu x t a ke s p l a c e d ue t o r e fle c t i o n o f t h e wa l 1 ． W h e n t he r e fle c t e d fl o w fro m d i f f e r e n t d i r e c t i o n me t t u r b ul e n c e f o r me d， fla me a c c e l e r a t e d， a n d t h e e x pl o s i o n o v e r p r e s s u r e a c h i e v e d i t s ma x i mu m v a l u e wh e n t he fla mma b l e g a s bu r ne d o u t ． The s i mul a t i o n r e s u l t wi t h r a d i a t i o n mo d e l b a s i c a l l y me e t s t h e e ng i n e e r i n g r e q u i r e me n t s ， c a n be a p p l i e d t o t he g a s e x p l o s i o n s i mu l a t i o n i n mo r e c o mp l e x s p a c e ． Ke y wo r ds c o n fin e d s pa c e； g a s e x p l o s i o n； r a d i a t i o n mo d e l 我国 9 5 ％ 以上 的煤矿是地下 开采 ， 煤矿 瓦斯 灾 害十分严重。据统计 ， 在 1 0 0个 国有重点煤炭生产企 业的 6 0 9个矿井 中， 高瓦斯矿井 占2 6 ． 8 ％ ， 煤与瓦斯 突出矿井 占 1 7 ． 6 ％， 低瓦斯矿井 占 5 5 ． 6 ％ 。国有地 收稿 日期 2 0 1 3 0 4 1 7 责任编辑 张晓宁 基金项目 国家自然科学基金资助项 目 5 0 9 0 4 0 4 9 ； 陕西省科技攻关资助项 目 2 0 1 0 K J X X - 0 8 ； 河南省煤矿瓦斯与火灾防治重点实验室开放 基金资助项 目 HK L G F 2 0 1 1 0 1 作者简介 罗振敏 1 9 7 6 一 ， 女 ， 山东兖州人 ， 副教授 。E- ma i l l u o z m 9 9 0 3 1 6 3 ． t o m 1 3 8 2 煤 炭 学 报 2 0 1 3 年第3 8 卷 方和乡镇煤矿中， 高瓦斯矿井和煤与瓦斯突出矿井 占 1 5 ％左右。瓦斯爆炸灾害每年都会造成巨大的生命 和财产损失 ， 研究瓦斯爆炸特性能够为寻找有效的抑 爆控爆措施提供依据。国内外很多学者对瓦斯爆炸 的特性及其传播规律进行了理论分析 、 数值模拟和实 验研究 J 。但 由于受到实际条件的影响 ， 瓦斯爆炸 的试验研究在规模 、 全面性等方面具 有一定 的局 限 性 。数值模拟是试验研究 的外延 ， 可以弥补这些不 足 ， 与试验互为补充 ， 且具有快速 、 经济的优点。而且 随着计算机技术和计算流体力学 、 计算燃烧学等理论 的不断发展 ， 数值仿真的精 度和经济性不断提高 ， 已 经成为对爆炸过程进行重现和研究的重要手段 。 关于受限空间可燃气体爆炸数值模拟研究方面， U l r i c h l 5 利用火焰轨迹方法对密闭管道 内可燃气体混 合物爆炸过程进行了数值模拟 ， 预测了管道内最大爆 炸压力和压力上升速率以及火焰到达管道 内某处的 时间； S a l z a n o等 和 Mi c h e l e 等 利用 A u t o R e a g a s 对 容器管道系统 内气体爆炸进行了模拟研究 ， 阐明 A u t o R e a g a s 用于管道 内有障碍物时爆 炸模拟 的有效性 及管道直径对 于气体爆 炸强度的影响 ； 毕 明树等 采用 L E S湍流模型与预混燃烧模型对密闭长管内甲 烷一 空气预混爆炸进行了数值模拟 ， 研究了爆炸过程 中火焰的传播规律 、 流场特性 以及浓度对最大火焰速 率的影响 ； 徐景德等 对瓦斯爆炸传播 过程 中障碍 物激励效应的物理机制进行 了分析 ， 构建了相应的物 理模型， 数值模拟 了冲击波经过障碍物附近时的变化 特征 ； 李小东等 。 。 利用 A u t o R e a G a s 软件数值模拟巷 道中瓦斯浓度和火源对瓦斯爆炸传播 的影响 ； 陈先锋 等 通过建立矿井瓦斯气体爆炸 的数学模 型和物理 模型 ， 对不同当量 比浓度的矿井瓦斯气体爆炸过程进 行模拟研究； 罗艾民等 利用 A u t o R e a G a s 软件对扁 平圆环局限空间的蒸气云爆炸过程进行了数值模拟 ， 研究 了蒸气云爆炸冲击波相向传播的叠加效应 ； 赵军 凯等 采用流体动力学软件 F l u e n t 对方形管道 内瓦 斯气体爆炸过程进行数值模拟研究 ， 分析了爆炸过程 中的压力、 温度和火焰传播速度。国内外进行的大量 数值模拟研究工作进一步为瓦斯爆炸灾害防治 、 安全 评 估 和 事 故 调 查 提 供 了依 据。F L A C S是 G e x C o n C MR ／ C M I 公司 自 1 9 8 0年开发的专业软件包 ， 主要 用于复杂生产区域通风、 气体扩散 、 蒸汽云 团和气体 爆炸及 冲击波的模拟。笔者应用 F L A C S专业软件数 值模拟了2 0 L近球型密闭爆炸反应容器 内的瓦斯爆 炸过 程 1 受 限空 间甲烷爆炸特性实验 采用 X K WB - 1 型近球形密闭式气体爆炸特性测 试装置 ， 结构如图 1所示。爆炸反应容器为 2 0 L近 球形 不 锈 钢 罐 ， 其 最 大 内径 3 0 c m， 内 部 空 间 高 3 5 c m。爆炸前混合气体初始温度在 1 4 ． 6～ 2 1 ． 0℃ ， 初始压力为常压 ， 室 内环境湿度 5 4 ％R H～ 7 4 ％R H， 点火能量约 1 J 。测得宏观静止状态下 甲烷的爆炸极 限为 5 ． 3 5 ％ ～ 1 7 ． 3 5 ％ ， 最佳爆炸浓度为 1 1 ％。各浓 度下甲烷的最大爆炸超压 、 最大压力上升速率和压力 峰值 时间见表 1 。在爆炸极限范 围内， 随着 甲烷浓度 的增大， 甲烷最大爆炸超 压、 最大压力上升速率呈现 先增大至某一拐点后又减小的变化规律 ， 压力峰值时 间则正好相反 ， 这种变化趋势特别明显。此拐点所对 应 的甲烷浓度 1 1 ％即为 2 0 L近球形爆炸测试装置 内 的甲烷最佳爆炸浓度 ， 该浓度 时 甲烷最大爆 炸压力 P 为 0 ． 7 8 3 MP a ， 最大爆炸压力上升速率 d p ／ d t ⋯ 为 1 0 3 ． 5 1 6 MP a ／ s ， 到达最大爆炸压力 时间 t ⋯ 最短 为 7 5 m s 。 爆炸 反应罐 ～一，＼ 压力 传感器 精密挚 字压力 计 图 1 X K WB - 1型近球型密 闭式气体爆 炸测试 实验系统 Fi g ．1 XKW B一1 s ph e r i c a l v e s s e l s f o r g a s e x p l o s i o n t e s t s ys t e m 表 1 宏观静止状态下甲烷爆炸特性参数 Ta bl e 1 The c ha r a c t e r i s t i c s of g as e x pl o s i o n unde r s t a tic s ta t e C H 浓度／ ％ 6 最大爆炸超压／ MP a 最大压力上升速率／ MP a S 压力峰值时间／ m s 0 ． 7 1 O 3 1 ． 7 3 8 9 6 O ． 7 71 3 7 ． 1 O 9 9 0 0． 7 7 2 3 3 ． 2 0 3 l 3 7 0 ． 6 5 2 1 2． 2 Ol 21 3 0 ． 5 9 9 5 ． 8 9 5 3 6 9 3 0 0 m n 鲫 m n 2 O 6 第 8期 罗振敏等 基于 F L A C S的受限空间瓦斯爆炸数值模拟 2受限空 间瓦斯爆炸数值模 型 2 ． 1物理模 型 气体爆炸是由点火源产生的火焰在混合气体 中 向周围传播 的快速燃烧现象 ， 已燃气体和未燃气体界 面上发生强烈的化学反应而进行物质和能量的转化 ， 爆炸过程中最显著 的物理特征是高温高压 和燃烧火 焰。在可燃性气体与空气均匀预混合 的情况下 ， 若其 浓度在爆炸极限范围内， 则其爆炸燃烧 的物理模型如 图 2所示 。当预混气体被点火源点燃后 ， 立即形成一 个小火球 ， 成为 中心火源 ， 在其周 围形成 的燃烧波 以 球面波的形式向四周传播 ， 火焰 向四周蔓延 ， 中心点 火源外层的预混气体被点燃 ， 成为一个较大的火球 ， 新的燃烧波面又继续向外蔓延 ， 使球壳形 的反应区逐 层增大。由此可知 ， 火球 以一层层 同心球面波的形式 向各个方 向蔓延和扩展 ， 最终将空气 中的预混气 点 燃 ， 如果燃烧过程发生在密闭容器 中， 则 由于气体燃 烧产物的温度上升 ， 以及 由此引起 的压力急剧 增加 ， 便形成爆炸 ， 造成极大的破坏作用 。 焰 图 2 可燃性气体爆炸 物理模 型 Fi g ． 2 The p hy s i ca l mo de l o f c o mb us t i b l e g a s e x p l o s i o n 2 ． 2 数学模型和数值方法 密闭空间气体爆炸过程是一个带化学反应 的流 动过程 ， 爆炸过程极为复杂 ， 为 了对其进行数值模拟 ， 本文进行了一些合理的简化假设 ① 密闭空间内气 体满足真实气体状态方程 ； ② 燃烧气体混合物 的比 热容随温度变化 ， 满足混合规则 ； ③ 可燃性气体爆炸 过程为单步可逆反应 ； ④ 爆炸过程为绝热过程 ， 不考 虑密闭空间与外界的热交换 。 气体爆燃在数学上模拟为理想气体的加热膨胀， 气体动力学可用连续方程 、 动量方程和能量方程等一 系列基本方程表示 。该数学模 型所包括 的基本方程 有 连续方程 、 动量方程 、 能量方程 、 湍流动能方程 、 湍 流动能耗散率 方程 、 燃料 组分方程和混 合物组分 方 程 ， 都可 以用统一 的形式 表示为 P 去 p 蠹 Ox j I Ⅱ Ⅲ S ， r ／ z 了 fA f Ⅳ 式中， P为密度 ； t 为时间； u为 方 向的速度分量 ； 为通量 的交换系数 ； S 。 为能量源项 ； 。 为有效黏 性 ； a 为 p r a n d t l 数 ； 为通用变量 ， 分别代表速度分量 “ ， ， ， 湍流动能 、 湍流动能耗散率 、 焓 h 、 可燃性 气体质量分数 。 等； I 为非稳态项， Ⅱ 为对流项， Ⅲ 为扩散项 ， Ⅳ为源项。 在数值模型建立过程中， 选用湍流燃烧时均方程 组描述流场， 用 一 湍流模型描述燃烧过程 中的湍 流变化 ， 采用 一 火焰模型描述燃烧过程中燃烧反应 速率的变化 ， 用壁面 函数法处理近壁区流场 的变化 ； 增加热通量辐射模型并结合复杂几何形状模型 ， 完善 受限空间可燃性气体爆炸三维数值模 型。采用控制 容积积分法导出离散方程 ， 采用交错网格技术 ， 扩散 项采用 中心差分格式 ， 对流项采用混合差分格式 ， 源 项采用局部线性化方法 ， 并采用 S I MP L E算法处理压 力／ 速度耦合 问题 。采用交替方向迭代法求解代数方 程组 内迭代 ， 用亚松 弛方式迭代处理非线性关系 外迭代 。 2 ． 3 几何模型 爆炸反应装置 长径 3 4 0 mm， 短径 3 0 0 m m， 压力 传感器安装在侧壁面上 ， 点火源位于密闭容器 中心位 置 ， 如图 3所示 。初始时刻为 t 。 ， 其初始条件为 T t o T o ， P t o P 0 ， P t 0 P o ， t o y ， “ t o 0 ， 0 ， t o 0 。 其中， r o ， P 。 ， P 。 ， 分别为预混可燃性气体的初始温 度、 初始压力 、 初始密度及初始浓度。边界条件为 沿 容器壁面 ， 速度给无滑移条件 ， 壁面上 ／／ , 0， 法 向压力 、 温度和密度梯度均指定为 0 。建模 过程 中对 整个计算 区域采用均匀网格 ， 采用阶梯形边界逼近真 实边 界 ， ， y ， z 三 个 方 向上 网格 个 数 均 设 置 为 2 O个 。 3 数值模拟结果与对比分析 应用 F L A C S软件对浓度为6 ％ ～ 1 4 ％的 9 组甲 烷爆炸过程， 分别采用未考虑辐射换热模型和考虑辐 射换热模型两种方法进行模拟 ， 得到实验结果与模拟 结果最大超压 的对 比见表 2 。通过与实验结果对 比 发现， 添加辐射模型的最大爆炸超压数值模拟结果比 未添加的值小； 且未添加辐射模型的模拟结果与实验 煤 炭 学 报 2 0 1 3 年第3 8 卷 图3 近球型爆炸反应容器数值模拟几何模型 Fi g ． 3 Th e s i mul a t ed g e o me t ric mo d e l o f e x p l os i o n v e s s e l s 表 2 不 同浓度 甲烷一 空气混合气体爆 炸超压对 比 Ta b l e 2 Ex p l o s i o n p r e s s u r e o f v a r i o u s m e t h a ne - a i r c o nc e nt r at i o ns 结果 存在 较 大误 差 ， 最 大误 差 2 4 ． 7 1 ％ ， 平 均误 差 1 0 ． 0 5 ％ ， 添加辐射模 型的模拟结果 与实验结果 的误 差较小 ， 最大误差 3 ． 2 4 ％ ， 平均误差 1 ． 8 8 ％。考虑辐 射换热的 C H 爆炸压力数值模拟 曲线与实验曲线有 更好的吻合性 。因此 ， 可燃性气体爆炸过程中除导热 和对流外， 辐射换热亦是其主要的热量传递方式。 选取 甲烷浓度 8 ％ ， 1 0 ％ ， 1 2 ％ 的 3组爆炸 曲线 作对 比， 如图 4所示 。由图 4可知 ， 在达到最大爆炸 超压之前 ， 添加辐射模型两种模拟结果均与真实实验 结果接近 ， 之后的爆炸压力相差较大 ， 由大到小依次 为未添加辐射模型的模拟结果、 实验结果和添加辐射 模型的模拟结果 。添加辐射模型的爆炸 曲线与实验 结果具有更好的吻合性。 数值模拟过程中甲烷的最佳爆炸浓度为 1 1 ％， 与实验结果相符。选取反应容器的最大垂直截面为 研究对象 ， 截取此浓度下 4个不 同时刻爆炸容器内压 力场、 温度场、 可燃气体浓度场、 爆炸产物浓度场和气 体运动速率场如图5 所示。 从图 5可以看 出， 甲烷点燃后燃烧波以近球面波 的形式向四周传播， 由于容器水平轴向距离小于垂直 轴向距离， 火焰面首先到达水平壁面， 然后到达上下 喽 蝼 星 出 蹬 时间／ ms a CH 浓度8 ％ 时间／ ms b CH 浓度 1 0 ％ 时 间／m s C CH 浓度 1 2 ％ 图4 不同浓度甲烷爆炸曲线数值模拟与实验结果对比 Fi g ． 4 Co mpa r i s o n o f nu me r i c a l s i mu l a t i o n a n d e x p e r i me n t a l r e s u h s o n e x p l o s i o n c h a r a c t e r i s t i c s v i a v a rio us me t h a ne c o nc e nt r a t i o n s 壁面 ， 在 6 2 ms 左右时， 甲烷燃烬 ， 火焰面消失。由压 力场模拟结果可 以看出， 对某一时刻而言 ， 容器 内各 处的压力接近均匀 ， 说 明小空间气体爆炸过程中， 压 力很快就会达到均匀 。由温度场模拟结果可以看出， 点火源附近温度较高 ， 燃烧波表面处温度较低 。这是 因为在被点燃处 ， 甲烷在压力 初始压力 P i 不 变的 情况下由膨胀而燃烧 ， 边膨胀边燃烧 ； 由于容器 中其 余气体 的燃烧 ， 这些气体在压力从 P ； 不断地增大到 最终压力P 时几乎被压缩到原有的体积， 后者的压 缩功大于前者的膨胀功。反之 ， 最后一部分燃烧掉的 气体首先在从P i 升至P 的压力下被压缩， 然后由于 在压力P 下燃烧而膨胀到接近其原有的体积； 后者 的膨胀功显然大于前者的压缩功。因此， 最后燃烧掉 的气体损失能量 ， 而最早燃烧掉的气体获得超过其释 放出来的化学能的能量 ， 结果从最后燃烧掉 的气体到 最初燃烧掉的气体建立起来一个不断增大的温度梯 度。由速率场模拟结 果可 以看 出， 甲烷点燃初期 ， 火 煤 炭 学 报 2 0 1 3 年第3 8 卷 一 室 趟 ∞ ● 宕 褂 图6 浓度为 1 1 ％的甲烷混合气体爆炸特性参数曲线 F i g ． 6 C h a r a c t e r i s t i c p a r a me t e r o f 1 1 ％me t h a n e e x p l o s i o n 左右时， 侧壁面压力传感器所在点处的气体运动速率 达到第 1 个峰值 1 ． 9 3 7 m ／ s ， 在 5 4 ． 5 ms 时达到第 2 个峰值 2 ． 8 7 7 m ／ s ， 在 5 4 ． 9 ms时达到第 3个峰值 2 ． 6 0 9 m／s 。 4 结 论 1 在 2 0 L近球形密闭式气体爆炸实验装置中， 随着甲烷浓度的增大， 甲烷最大爆炸超压 、 最大压力 上升速率呈现先增大至某一 拐点后又减小 的变化规 律， 压力峰值时间则正好相反。该实验装置的甲烷最 佳爆 炸 浓 度 为 1 1 ％ ， 其 甲 烷 最 大 爆 炸 压 力 为 0 ． 7 8 3 M P a ， 最大爆炸压力上升速率为 1 0 3 ． 5 1 6 MP a ／ S ， 压力峰值时间为 7 5 ms 。 2 在数值模 型中添加辐射模 型的 F L A C S数值 模拟 结果 与 实验结 果 最大误 差 3 ． 2 4 ％ ， 平 均误 差 1 ． 8 8 ％ ， 能够较好地反映爆炸 中的辐射换热过程 ， 使 模拟结果与实验结果有更好 的吻合性。表 明可燃性 气体爆炸过程中除热传导和热对流外 ， 辐射换热亦是 其主要的热量传递方式。 3 受限空间内可燃性气体爆炸过程中， 燃烧波 以近球面波的形式向四周传播， 小空间内各点压力很 快达到均匀。从容器壁面到点火源处形成一个不断 增大的温度梯度。当火焰面传至壁面附近时， 未燃气 体受壁面的阻挡、 剪切及黏性作用， 产生回流， 当上、 下 、 左 、 右的回流气体相遇时形成涡旋 。回流涡旋增 加了与来流火焰阵面的接触面积 ， 火焰加速 ， 超压增 大， 在可燃性气体燃烬时爆炸超压达其最大值。 4 添加辐射换热模 型的模拟结果 与实验 结果 误差在可接受的范 围之内 ， 基本满足工程需要 ， 可应 用于更复杂空间的爆炸过程模拟。 参考文献 [ 1 ] C a s h d o l l a r K L， Z l o e h o w e r A， G r e e n G M， e t a 1 ． R a m ma b i l i t y o f m e t b a n e ， p r o p a n e ， a n d h y d r o g e n g a s e s [ J ] ． J o u m a l o f L o s s P r e v e n t i o n i n t h e P r o c e s s i n Du s t d e s ， 2 0 0 0， 1 3 3 2 7 3 4 0． [ 2 ] 焦字 ， 周心权 ， 段玉龙 ， 等． 瓦斯 爆炸 烟流浓 度和温 度的扩 散 规律 [ J ] ． 煤炭学报 ， 2 0 1 1 ， 3 6 2 2 9 3 2 9 7 ． J i a o Yu， Z h o u Xi n q u a n， Du a n Yu l o n g ， e t a1． Co n c e n t r a t i o n a n d t e rn- p e r a t u r e d i f f u s i o n l a w s o f s mo k e p l u me a f t e r m e t h a n e e x p l o s i o n [ J ] ． J o u ma l o f C h i n a C o al S o c i e t y ， 2 0 1 1 ， 3 6 2 2 9 3 2 9 7 ． [ 3 ] 邓军， 程方明， 罗振敏， 等． 湍流状态下甲烷爆炸特性的实验 研究 [ J ] ． 中国安全科学学报 ， 2 0 0 8 ， 1 8 8 8 5 8 8 ． De n g J u n， Ch e n g Fa n g mi n g ， L u o Z h e n mi n， e t a 1 ． Ex p e rime n t a l s t u d y o n m e t h a n e e x p l o s io n p rop e r l 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z a r d o u s Ma t e ri a l s ， 2 0 0 2， 9 5 3 2 3 3 2 4 7 ． 『 7 ] Mi e h e l e Mare mo n t i ， G e n n aro R u s s o ， E m e s t o ， e t a 1 ． N u m e ri c al s i m u l a 第 8期 罗振敏等 基于 F L A C S的受限空间瓦斯爆炸数值模拟 1 3 8 7 [ 8 ] [ 9 ] [ 1 0 ] t i o n o f g a s e x p l o s i o n i n l i n k e d v e s s e l s [ J ] ． J o u r n a l o f L o s s P r e v e n t i o n i n t h e P r o c e s s I n d u s t ri e s ， 1 9 9 9 ， 1 2 3 1 8 9 1 9 4 ． 毕明树， 董呈杰 ， 周一卉． 密闭长管 内甲烷一 空气爆炸火焰传播 数值模拟[ J ] ． 煤炭学报， 2 0 1 2 ， 3 7 1 1 2 7 1 3 1 ． B i Mi n g s h u， D o n g C h e n g j i e ，Z h o u Y i h u i ．N u me r i c al s i mu l a t i o n o f m e t h a n e a i r e x p l o s i o n fl a me i n a l o n g c l o s e d v e s s e l [ J ] ． J o u rna l o f C h i n a C o al S o c i e t y ， 2 0 1 2， 3 7 1 1 2 7 1 3 1 ． 徐景德 ， 杨庚宇 ． 瓦斯 爆炸传 播过 程 中障碍物激 励效 应 的数 值 模拟 [ J ] ． 中国安全科学学报 ， 2 0 0 3， 1 3 1 1 4 2 4 4 ． Xu J i n g d e ， Ya n g Ge n g y u． Nu me ri c al s i mu l a t i o n o f t h e b a r r i c a d e e n c o u r a g i n g e f f e c t i n p r o c e s s o f g a s e x p l o s i o n p r o p a g a t i o n[ J ] ． C h i n a S a f e t y S c i e n c e J o u rnal， 2 0 0 3 ， 1 3 1 1 4 2 4 4 ． 李小东， 刘庆明， 白春华， 等． 管道中瓦斯爆炸超压场的数值模 拟 [ J ] ． 煤矿安全 ， 2 0 0 8 1 5 7 ． L i X i a o d o n g ， L i u Q i n g m i n g ， B a i C h u n h u a ， e t a 1 ． N u m e ri c a l s i m u