• analisi del rischio
• atmospheric stability
• CFD
• dispersion model
• flammability
• infiammabilità
• LNG
• modello di dispersione
• risk analysis
• stabilità atmosferica
• UQ

La tesi ha il fine di osservare un possibile episodio di sversamento accidentale di LNG da una tubazione all’interno di un sito di stoccaggio e si concentra sulla dispersione del gas, analizzando nello specifico due casi di stabilità atmosferica: neutra e stabile. Lo studio della dispersione è effettuato mediante un modello CFD, il quale permette una trattazione accurata delle equazioni della fluidodinamica nonché della turbolenza e del trasporto delle specie chimiche. L’impostazione dello studio vede numerose sorgenti di incertezza, dovute a diversi fenomeni fisici; tra questi, le condizioni meteorologiche come le caratteristiche del vento assumono un ruolo fondamentale. Si applica dunque l’UQ (Uncertainty Quantification) per calibrare le condizioni in ingresso. I risultati ottenuti dallo studio sotto forma di mappe di concentrazione vengono poi confrontati con i noti limiti inferiori di infiammabilità (LFL = 5%) del metano, dimostrando la grandezza e l’estensione della nube di gas infiammabile. Questi costituiscono un buon punto di partenza per l’ottimizzazione del layout dell’impianto in esame e, soprattutto, per l’ottimizzazione del posizionamento e della scelta del numero di sensori per il rilevamento di gas o vapori pericolosi. Lo studio potrà inoltre servire da esempio nella fase di design di impianti futuri.
The thesis aims to observe a possible episode of accidental LNG spill from a pipeline inside a storage site and focuses on the dispersion of the gas, specifically analyzing two cases of atmospheric stability: neutral and stable. The study of the dispersion uses a CFD model, which allows an accurate treatment of the equations of the fluid dynamics as well as the turbulence and the transport of the chemical species. The setting oh the study sees numerous sources of uncertainty, due to various physical phenomena, especially related to the incoming wind. Therefore, UQ (Uncertainty Quantification) is applied to calibrate the input conditions. The concentration maps obtained from the study are compared with the LFL of methane, demonstrating the size and extent of the flammable gas cloud. The results constitute a good starting point for optimizing the layout of the plant and, above all, for optimizing the positioning and the choice of sensors number for detecting dangerous gases. The study could also serve as an example in the design phase of future plants.