UNIST与ADD开发液态化学武器迁移及残留特性分析模型

结合三维计算流体力学预测局部浓度…刊登于《J. Hazard. Mater.》

市中心是化学武器施用的劣势空间。化学武器的威力会在肉眼看不见的路径中被放大。


一款能够精确分析液态化学武器在市中心扩散和残留风险的仿真模型已经被开发出来。


用这一模型分析的结果显示,在剧毒化学战剂中,某些特定物质在喷洒之后仍可能持续构成危险。这是因为沉降在地面的化学战剂液滴在蒸发时会引发二次暴露。


UNIST地球环境城市建设工学系的 Choi Seongdeuk 教授团队与国防科学研究所研究团队共同开发出一款预测模型“DREAM-CWA”,用于分析喷洒后液态化学战剂的迁移与残留特性,他们于23日发布了这一消息。

研究团队成员包括 Choi Seongdeuk 教授和第一作者 Lee Hoyoung 博士。UNIST 提供

研究团队成员包括 Choi Seongdeuk 教授和第一作者 Lee Hoyoung 博士。UNIST 提供

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与既有预测模型不同,DREAM-CWA切实反映了化学战剂可以液滴形式残留在地面的事实。此外,模型将液滴沉降的表面细分为构成市区的土壤、沥青、混凝土等进行分析,从而提高了仿真精度,因为根据表面特性不同,从液滴中蒸发并进入大气的有毒物质的量会发生变化。


研究团队利用该模型,对在常温下以黏稠液体形态存在、且具有剧毒和持久性的化学战剂被喷洒的情景进行了仿真。


结果显示,喷洒30分钟后,落在地表的液滴形态战剂通过蒸发使大气中的浓度增加了32倍,重新排放到大气中的总量也比初始增加了1.5倍。


将这种DREAM-CWA的结果数据输入三维计算流体力学(Computational Fluid Dynamics,CFD)仿真后,还可以预测接近人体呼吸高度、即地表上方2米处的局部有毒气体浓度。DREAM-CWA负责计算从地面液体小滴中释放出的“有毒物质的量”,而CFD模型则追踪这些气体在楼宇森林间乘着复杂气流“向何处流动”。

预测液态化学武器扩散的 DREAM-CWA 模型。

预测液态化学武器扩散的 DREAM-CWA 模型。

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Choi Seongdeuk 教授表示:“分析化学武器喷洒后依次经过空气、液滴、土壤、沥青、混凝土、城市河流等介质过程的多介质环境模型,不仅在国内,在国际上也是前所未有的技术。”


国防科学研究所研究人员表示:“随着这一模型的开发,可以对本所此前开发的NBC_RAMS进行高度化,并能在微气象(Micrometeorology)尺度上精确预测各类液态化学武器的扩散路径、人体暴露量和残留时间,因此有望在我国军队的化学战与恐怖袭击应对作战中发挥中枢性作用。”


本研究作为受托课题,在国防科学研究所主管的核心技术项目“为确立适合韩国的化生放(化学、生物、放射性)武器体系运用概念而开展的化学战剂污染特性分析”的支持下完成;共同研究人员中,釜庆大学地球环境系统科学部的 Kim Jaejin 教授负责计算流体力学建模。



研究结果已于12月5日刊登在国际学术期刊《有害物质期刊》(Journal of Hazardous Materials)上。


本报道由人工智能(AI)翻译技术生成。

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