航运在危化品运输中占比大,当其运输危化品泄漏时,尤其是危化气体,其多以重气形式泄漏,且具有易燃、易爆以及毒性等危害,这对海洋、港口的环境和人身安全都造成了巨大威胁。因此,开展海上危化气体泄漏扩散仿真及危害分析研究对之后的应急处置具有重要意义。本文选用平板模型和高斯烟羽模型,并对其改进,构建了适用于海洋环境的平板—高斯烟羽模型,并对可燃气云进行了爆炸危害分析,其方法如下:(1)通过分析海上重气,选取合适的扩散模型,设计了平板—高斯烟羽模型,其中平板模型用在重气沉降扩散阶段,高斯烟羽模型用在重气湍流扩散阶段,并设计虚拟源,选用vf准则,将两者衔接在一起,从而有效地模拟海上重气全过程扩散。(2)基于海洋环境下平板—高斯烟羽模型参数的改进及优化;首先,分析泄漏源不同泄漏状态,建立相应计算模型;再分析海上重气扩散受风速和船速影响,并将反向船速与风速矢量合成;然后,在高斯烟羽模型中,调整泄漏源有效高度,再由水文气象要素确定大气稳度,进而选出对应的扩散参数;最后,由模型参数建立对照实验,得出优化后的参数使模型的精确度更高。(3)基于改进后的TNO(The Netherlands Organization)多能法模拟可燃气云的爆炸伤害,通过选用修正后的爆源强度等级为7的拟合关系式,再由多能法计算出气云体积与伤害等级距离的关系数据,再作回归分析,并用幂函数拟合得到气云体积与伤害距离计算公式,然后提出平板—高斯烟羽模型扩散气云体积估算方法,最后计算出死亡概率并参照死亡率表得到死亡率。此方法实现了快速、准确地模拟气云爆炸。利用以上方法模拟来海上重气泄漏事故,结果表明,船速及相应参数的改变对重气扩散有明显的影响,且在事故点处,通过校正模型参数,两模型仍契合度高;经专家实地检测,以0.025kg/m3等浓度曲线的数据为参考,以(100m,0.025kg/m3)为验证点,模拟情况与当时扩散浓度点基本吻合,同时对海区人员伤害距离及死亡率情况进行有效地预测分析。最后实现了海上重气泄漏扩散浓度区域定量可视化以及危害分析。这为之后海上重气泄漏的应急救援以及危害评估等提供了理论技术支撑。