Page 92 - 《爆炸与冲击》2026年第5期

第 46 卷 冯 彬，等： 基于图神经网络的可燃气体泄漏扩散预测方法 第 5 期

2 数据集的建立

2.1 数值模型的建立与验证
基于前期研究开展原型住宅燃气泄漏扩散试验，试验系统如图 2 [39] 所示，采用 FLACS 软件建立了数
值模型。图 3 为数值模型的三维示意图，泄漏源点与浓度监测点均位于 x=6 m 的平面上。泄漏源点距地面
0.7 m，而浓度监测点 MP1、MP2 与 MP3 分别距地面 2.2、1.65、0.5 m。试验中的泄漏源为多孔橡胶球，在
2
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模拟中简化为单口喷射泄漏，泄漏面积为 0.001 m ，泄漏速率为 3 m /h。最大网格尺寸为 0.2 m，在泄漏源
点附近设置 0.045 m 的细化网格。计算域大小为 7 m×5 m×3 m，控制体总数为 28 750，所有边界条件均设
Gas supply device Concentration monitoring device Video device

Gas cylinders Flowmeter Fixed sensor Mobile sampling robot High-speed camera Obstacles
group
7.0 m 5.0 m

3.0 m

Data collection systems
Synchronous detonator
3.0 m

Lighter
Overpressure sensor
Ignition device Explosion chamber Data acquisition device

图 2 全尺寸住宅建筑天然气泄漏扩散试验系统 [39]
Fig. 2 Full-scale natural gas leakage and diffusion test system for residential buildings [39]

x=6 m, plane
Hole z Concentration measuring point
Leakage point

MP1
(1.4 m, 2.2 m)
z MP2
(1.4 m, 1.65 m)
MP3
(4.8 m, 0.7 m)
x (1.4 m, 0.5 m)
y O y
Refined grids : 0.045 m
Non-refined grids : 0.2 m

7 m×5 m×3 m
28 750 cells
O
All boundary conditions: nozzle
图 3 全尺寸住宅建筑天然气泄漏扩散数值模拟模型
Fig. 3 Numerical model of natural gas leakage and diffusion in full-scale residential buildings

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