【原】In:Flux用于分析石化装置危险气体泄露报警系统的检测覆盖率

In:Flux是一款基于环境和风险概率的场景式布点设计与评估软件，其内核采用3D空间的雷诺湍流应力方程（3D Reynolds-Averaged Navier Stokes (RANS) equations），更适用于近场、复杂环境下的气云扩散分析。同时，该软件采用自适应网格构建模型，能够快速、高效地完成计算机辅助网格建模，这使得其规模化应用成为可能。

下面以案例方式展示In:Flux的应用过程。本案例遵循GB/T 39173-2020 《智能工厂 安全监测有效性评估方法》，使用场景分析法，结合设备、装置、建（构）筑物结构布置，采用CFD辅助设计和定量分析的方式，计算可燃、有毒气体探测器的检测覆盖率，以进一步优化气体探测器的布置，提升装置现场安全。

• 导入PDMS、SmartPlant等装置3D文件，也支持NWD、DWF、 DWG、DXF 文件格式。

• 设置风力风向信息，选择自动域大小，系统自动开始设置网格，运行通风模拟；

• 系统采用自适应网格技术，在设施区域和泄露点区域会自动加密计算；

• 通风模拟运行结束后，可以输出风速分布轮廓图；

• 也可以输出风速矢量图，便于观察装置区域的气体流动情况；

• 接下来，定义一个泄漏源；本案中以甲烷泄露为例，物料压力10bar, 温度10℃，泄露孔径50mm，常见设施的泄露频率参考《GB/T 39173-2020》附录B；也可以根据输入预先定义的泄漏量来进行模拟分析。可根据实际需要定义多组分气体，气体属性参数使用该软件自带的DIPPR数据库；

• 自动开始细分网格和计算，运行气体扩散模拟；

• 气体扩散模拟输出形式，包括稳态等浓度气团图；

• 输出瞬态等浓度气团图；

• 输出气体泄露风险分布轮廓图，量化显示各个区域泄露发生的概率和浓度信息；

• 可以在任意位置放置气体探测器，包括各种点式气体探测器，开路式气体探测器，观察各个监测点的浓度变化，用于分析判断；

• 计算气体探测器检测覆盖率。本案例中，使用12个点式气体探测器，1ooN模式下，泄露检测覆盖率达到了90.63%；如果使用5个点式气体探测器，4个开路式气体探测器，1ooN模式下，泄露检测覆盖率达到了91.67%；不同的检测技术组合，可以减少探测器数量，取得更好的检测覆盖率。

• 所有的数据信息可以导出为Excel格式，便于存档和分析。

In:flux的主要用途

• 通风模拟，包括湍流分析

• 泄露扩散模拟，稳态和瞬态计算分析

• 基于风险频率和严重程度的检测覆盖率计算

• LNG多相泄露分析

• 火灾燃烧和辐射研究

In:flux理论背景

• In:Flux 应用和求解基于3D空间的雷诺湍流应力方程

• 3D Reynolds-Averaged Navier Stokes (RANS) equations.

• 雷诺湍流应力方程 RANS 接近使用 SST 湍流模型，配置标准的边界函数

• 压力速度耦合计算使用 SIMPLE 半隐式算法

• 使用完整的浮力模型，包括气体组分和温度引起的浮力影响

• 二阶数字离散计算，使用二阶算法计算迎风对流，使用中心差分算法进行扩散计算

• 采用浸入边界法(IBM)来考虑装置设施几何实体的问题