为缓解核事故危害,在核事故发生时应当准确估计核事故释放核素的大气扩散过程。我国核动力厂普遍利用高斯模型进行快速估计,但对不同厂址和气象环境该模型的适用性有待进一步验证,而风洞实验是重要的验证方法。传统上风洞实验都是通过被动风洞模拟大气边界层,然后通过示踪气体模拟气载放射性核素的扩散。但是被动风洞对边界层模拟的适应性差、调节复杂,对大气边界层的风速廓线特征模拟精度较差,并且由于气体采样的限制,能用于扩散分析的测点较少,对大气扩散模型的开发及验证有一定的局限性。为了提高风洞实验的准确性,本文提出了一种新的核事故大气扩散风洞实验方法,即是通过多风扇风洞研究大气扩散规律,主要内容和成果包括:(1)将结构抗风中的多风扇技术引入到核事故大气扩散模拟研究中,设计并建造了多风扇风洞。完成了 10(行)X8(列)多风扇风洞的机械设计和建造,并设计了统一的网络控制方案,实现了对所有风机的独立控制;对多风扇风洞的收缩段各个通道进行三维设计,并通过CFD方法对收缩段进行了气动分析及验证;设计了二维平面内的风速测量及反馈结构,实现了对大气边界层模拟的闭环控制;最后对该风洞模拟大气边界层特征的有效性进行了验证,与传统被动风洞相比,其模拟速度和模拟精度都有较大的提高。(2)设计了一套风洞实验扩散测量及分析方法。采用气溶胶粒子作为扩散示踪剂,利用PIV设备对平面区域内扩散的气溶胶粒子进行拍照记录,最后根据粒子图像进行数据分析,研究粒子扩散规律。此外,利用该套方法对石岛湾核电厂址地形及主要建筑进行扩散分析,其结果与P-G扩散参数具有较好的一致性,验证了该套方法的有效性。