随着现代工业高速发展，化工园区和危化品企业在生产场景中包含的危险源日益繁多。化工企业一旦发生事故，容易波及邻近单元，连锁引发各级次生事故，这种现象被称为多米诺事故[1]。相比单一类型的事故灾难，多米诺事故发生概率更低，但一旦发生往往会使得事故严重程度急剧升级[2]，造成极大的人员伤亡和财产损失。
化工多米诺事故涉及的事故类型通常包括火灾、爆炸以及有毒气体泄漏，国内外典型多米诺事故如1984年墨西哥国家石油公司蒸汽云爆炸事故、2015年天津港特别重大火灾爆炸事故等，均造成了重大的人员伤亡和财产损失[3-4]。
20世纪70年代起，风险分析的原理和方法逐渐在化工安全管理领域得到应用[5]，风险定量评估方法成为了多米诺事故研究的重点。Cozzani等[6]提出了多米诺事故的概率单位模型定量分析方法，Abdolhamidzadeh等[7-8]基于Monte Carlo模拟，为多米诺事故情景重建提供了手段，贺治超[9]等以此为基础，与场论相结合定量探讨了多米诺事故中涉及的协同效应，贾梅生等[10]对各种多米诺事故风险定量评估方法进行了总结和对比分析。
多米诺事故风险定量评估方法的研究对象是事故连锁放大效应，现有研究主要关注多米诺事故扩展的“连锁”效应，却往往忽视了事故物理效应间的耦合作用对事故后果严重程度的“放大”效应。Kappes等[11]将灾害之间的耦合作用定义为：2个过程之间通过相互作用，导致产生相比灾害单独发生时更严重的意外后果或引入新的威胁的现象。据此，多米诺事故物理效应间耦合作用可定义为：多米诺事故场景中的热辐射、有毒气体、冲击波间相互作用，导致事故扩展概率增大、事故后果影响加重的效应。忽略物理效应耦合作用会导致对多米诺事故风险的低估和安全管理不当，也会导致对研究问题过度简化从而使结果失真[6, 12]。
针对事故物理效应耦合作用的研究，近年来也引起了学者们的重视，陈福真等[13]、张心语等[14]结合Bayes网络理论分析了化工罐区两池火间耦合作用机理，张苗等[15]提出了多米诺事故扩展因素耦合概念，并分析了多米诺事故中火灾和爆炸中物理效应的耦合作用与扩展机理，冯显富等[16]通过引入破坏影响系数讨论了物理效应耦合作用对设备失效概率的影响，Ding等[17-18]建立了火灾耦合效应模型，分析了不同时空的火灾耦合对于设备失效时间和事故扩展因素的影响，贺治超等[19]将多米诺事故中的耦合作用分为触发效应、事故后果严重度放大效应以及消防队干预延迟效应3类，并针对物理效应耦合作用提出了用逆死亡率函数代替脆弱性函数计算死亡率的方法。以上研究集中在对同类物理效应的耦合作用上，对多米诺事故中不同类型事故物理效应间耦合作用影响事故后果和风险分布的研究较少，且多为定性或半定量的分析。
本文着眼于定量探究化工领域多米诺事故中火灾与有毒气体泄漏2类主要事故类型[6]中物理效应(热辐射强度、有毒气体浓度)间的耦合作用，调研分析耦合作用机制，基于实验装置建模，采用计算流体动力学(CFD)软件数值模拟。在相关结论的基础上，本文针对某危险品库及周边社区进行了实例探究，并引入风速、风向的环境因素，定量分析得到物理效应耦合作用对事故个人风险分布的影响。
1 物理效应耦合作用机制分析在多米诺事故风险定量评估过程中，事故扩展因素和人体死亡率都可通过热辐射等物理效应结合概率单位模型计算得到[6]。图 1总结了多米诺事故中涉及到的主要物理效应以及环境风速风向间的两两耦合作用关系。多米诺事故中涉及到的主要物理效应包括火灾热辐射强度、有毒气体浓度及爆炸冲击波超压，其中冲击波是瞬时作用，已有研究[20-23]表明冲击波作用时间短，衰减速度快，与风速风向、有毒气体浓度间的耦合作用较弱，可以基本忽略。冲击波与火灾热辐射耦合机制则存在较多争议，中国国家标准[24]采用的Ginny-Graham公式表明，环境温度越高，冲击波超压峰值越大，田晓红[25]也通过数值模拟和实验佐证了这一观点，孙宝平等[26]、聂源等[27]的研究则表明温度与冲击波超压的峰值和传播距离之间并无明显关系。此外，爆炸的时间尺度远小于火灾和有毒气体泄漏事故，数值模拟可能存在较大误差。已有较多经验模型、数值模拟以及实验研究证实了火灾热辐射、有毒气体以及环境风速风向之间存在耦合作用，Casal[28]比较了不同类型火灾事故模型的影响因素，Alduchov等[29]结合实验数据分析了环境饱和水气压与火灾热辐射强度间的相关性，潘旭海等[30]讨论了温度和风速对气体泄漏的影响。此外，火灾与有毒气体泄漏事故时间尺度通常相近，通过数值模拟所得结论可靠性较强。
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| 图 1 火爆毒物理效应耦合作用关系 |
基于上述分析，本文探究火灾热辐射强度、有毒气体浓度及环境风速风向之间的耦合作用对事故后果严重程度的影响，本节以火灾热辐射模型与有毒气体泄漏模型为研究对象，分析耦合作用机制。
1.1 火灾热辐射模型化工事故中的火灾涉及多种类型，包括池火、喷射火、火球等，热辐射是各类火灾对设备造成损伤和对人员造成伤亡的主要形式[31-32]。Cozzani等[6]总结了100起多米诺事故的初始事故及其扩展因素，在其中53起以热辐射为扩展因素的火灾事故中包括44起池火、8起喷射火、1起火球。这3类火灾的热辐射模型可以用统一的形式表示[28]：
| $ I = {\tau _{\rm{a}}}{Q_{\rm{r}}}{F_{\rm{p}}}. $ | (1) |
其中：I为目标接收的热辐射强度；Fp为几何视角系数，受火焰几何形状影响，与火源到目标的距离负相关；τa为大气传输率，与相对湿度和当前环境水的饱和蒸气压呈负相关[2]；Qr为火焰的表面热辐射强度，与火焰燃烧速率有关。
Qr可以通过Arrhenius公式衡量：
| $ k = A{{\rm{e}}^{ - \frac{{{E_{\rm{a}}}}}{{RT}}}}{\rm{. }} $ | (2) |
其中：k为化学反应速率常数，T为环境温度，A、Ea、R为由材料属性决定的常数。
1.2 有毒气体泄漏模型化工领域中的有毒危化品种类繁多，其中有毒气体和挥发性液体的毒性往往随浓度增加而变强，同时由于其传播能力强，一旦发生事故，容易造成大量人员伤亡。本文聚焦于物理效应间的耦合作用研究，通过气体扩散模型描述有毒气体泄漏过程，关注有毒气体的浓度分布。
学者们总结出了大量描述有毒气体泄漏过程的经验模型[33]，其中Gauss模型应用最为广泛，按照有毒气体的泄漏形式可以分为Gauss烟羽模型和Gauss烟团模型：
1) Gauss烟羽模型假定泄漏源源强恒定，且扩散区域不随时间发生变化，适用于描述连续点源的持续性泄漏：
| $ \begin{array}{c} C(x, y, z) = \frac{Q}{{2\pi {\sigma _x}{\sigma _y}}}\exp \left( { - \frac{1}{2}\frac{{{y^2}}}{{\sigma _y^2}}} \right) \cdot \\ \left\{ {\exp \left[ { - \frac{1}{2}\left( {\frac{{{{(z - H)}^2}}}{{\sigma _z^2}}} \right)} \right] + \exp \left[ { - \frac{1}{2}\left( {\frac{{{{(z + H)}^2}}}{{\sigma _z^2}}} \right)} \right]} \right\}. \end{array} $ | (3) |
2) Gauss烟团模型适用于描述短时间内点源的迅速扩散(突发性瞬时泄漏等)：
| $ \begin{array}{c} C(x, y, z, t) = \\ \frac{Q}{{2{{\rm{ \mathsf{ π} }}^{\frac{3}{2}}}{\sigma _x}{\sigma _y}{\sigma _z}}}\exp \left\{ { - \frac{1}{2}\left[ {\frac{{{{(x - ut)}^2}}}{{\sigma _x^2}} + \frac{{{y^2}}}{{\sigma _y^2}}} \right]} \right\} \cdot \\ \left\{ {\exp \left[ { - \frac{1}{2}\left( {\frac{{{{(z - H)}^2}}}{{\sigma _z^2}}} \right)} \right] + \exp \left[ { - \frac{1}{2}\left( {\frac{{{{(z + H)}^2}}}{{\sigma _z^2}}} \right)} \right]} \right\} \cdot \end{array} $ | (4) |
式(3)、(4)中，C(x, y, z)表示(x, y, z)处的气体质量浓度，mg/m3；C(x, y, z, t)为t时刻(x, y, z)处的气体质量浓度，mg/m3；Q为泄漏源强度，mg/s；u为风速，m/s；σx、σy、σz分别为下风、侧风、垂直方向的扩散因数，可由大气稳定度、距泄漏源距离得到；H为泄漏源有效高度，m。
1.3 火灾与有毒气体泄漏间耦合作用机制分析在火灾与有毒气体泄漏事故中，可能同时存在物理作用和化学作用，后者包括泄漏的可燃有毒气体与火焰接触发生化学反应，进而导致火焰进一步扩散和发展等。但统计数据表明，有毒气体泄漏几乎不会成为多米诺事故的初始事故[34]，传统研究往往也忽略火灾与有毒气体泄漏事故间化学作用的影响，因而，耦合作用研究重点关注通过物理作用产生的物理效应间耦合作用结果。此外，在实际化工场景中，通常同时存在大量不同物化性质的危化品[3-4]，一旦发生事故，容易引发复杂的物理作用和化学作用共同发生，使得影响结果的原因往往难以分辨。为了避免在同时存在两类作用的情形中出现化学作用干扰物理作用产生的耦合作用结果，本节的耦合作用机制分析以及本文后续数值模拟实验都将围绕火灾与有毒气体泄漏事故通过物理作用产生的物理效应间耦合作用展开研究。
1.3.1 有毒气体泄漏对火灾的耦合作用影响火灾往往源于装置失效导致高浓度的燃料泄漏，遇到火源或摩擦产生静电从而剧烈燃烧。自然风和事故中的有毒气体泄漏都会影响燃料扩散，进而影响火焰的发展和传播。此外，热辐射强度与环境中水的饱和蒸气压、相对湿度负相关[28]，而水的饱和蒸气压与环境温度正相关[29]。综合上述研究，有毒气体和环境风对热辐射可能产生的耦合作用机制包括：
1) 常温气体流动促进对流传热，改变火源温度，影响燃烧速率和热辐射强度；
2) 气体扩散破坏蒸气动态平衡，改变环境中的饱和水气压，从而影响热辐射强度；
3) 气体扩散影响混合气体密度、比热容等流体参数，影响热辐射强度与火焰传播。
1.3.2 火灾对有毒气体泄漏的耦合作用影响结合式(3)、(4)可知有毒气体浓度受大气稳定度影响，而大气稳定度由阳光辐射强度和风速等影响因素决定[35]。温度同样对有毒气体扩散过程有着重要影响，环境温度的垂直分布会影响大气逆温层的厚度和强度，进而影响大气对有毒气体的扩散稀释能力；环境与有毒气体间的温差也会影响对流，改变局部湍流强度，影响有毒气体扩散；泄漏气体温度高于环境时，会产生浮升力改变Gauss模型中的有效高度，有效高度的增加会降低近地面气体的浓度[36]。风速则不仅会影响大气稳定度，也会对有毒气体浓度分布起到直接影响[30]。综合上述研究，热辐射和环境风可能对有毒气体产生的耦合作用机制包括：
1) 环境风速影响大气稳定度和扩散系数，也直接影响有毒气体分布；
2) 环境风速与有毒气体间对流改变湍流强度，从而影响有毒气体扩散；
3) 火灾热辐射影响环境温度，影响对流过程，进而影响有毒气体扩散；
4) 火灾热辐射影响环境温度，改变泄漏源有效高度，从而影响有毒气体浓度分布。
综上所述，由于应用传统经验模型孤立地分析火焰燃烧和气体扩散过程，在实际应用中往往会产生较大误差，同时考虑耦合作用机制的复杂性，本文后续主要针对物理效应耦合作用的影响结果应用数值模拟方法进行验证。
2 实验装置模型的耦合效应研究为了通过数值模拟定量探究不同物理效应间的耦合机制，并为将来的实验验证做准备，本文选择了清华大学合肥公共安全研究院火爆毒复合实验平台装置进行建模。实验装置(系统参数见文[37])以激波管为主体，与气体储罐、抽真空装置、热辐射板等共同构成了完整的实验装置，可以在实验中模拟火焰燃烧与气体扩散同时发生的耦合情形。
2.1 模型设定本文采用Fluent作为CFD数值模拟软件，其在模拟燃烧和流体运动方面表现优异。实验装置实物图与建模结果见图 2，部分关键物理参数如下所示：驱动端长度300 cm，直径15 cm；前端长度100 cm，直径10 cm；变径端长度150 cm，直径10~80 cm；中部长度300 cm，直径80 cm；后部长度400 cm，直径80 cm。在驱动段模拟燃烧，在试验段底部模拟点源气体扩散，本次CFD数值模拟实验采用燃料(甲烷)和有毒气体(氯气)进行模拟，2种物质之间的取代反应需要光照作为反应条件，而实验装置为密闭不透光空间，因此可以忽略化学层面的耦合作用，针对性地讨论物理层面上火灾与有毒气体泄漏事故物理效应间的耦合作用影响结果。模型中轴线上设定若干采样点(见表 1)，记录温度、热辐射强度、氯气浓度等数据。
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| 图 2 实验装置 |
为了定量探究物理效应间的耦合作用，研究设置了不同的实验工况进行对比。考虑到甲烷在空气中的燃点约为600 ℃[38]，以及实验装置的系统参数限制有毒气体泄漏最大扩散速率为10 m/s，为了更好地与实际实验情况进行匹配，研究通过控制变量设置了7种工况(见表 2)进行模拟和分析，其中工况1、2分别代表单独燃烧和单独气体扩散情况。
| 工况 | 点火温度/K | 气体入口速度/(m·s-1) |
| 1 | 1 200 | 0 |
| 2 | 300 | 2.5 |
| 3 | 1 200 | 1.0 |
| 4 | 1 200 | 2.5 |
| 5 | 1 200 | 5.0 |
| 6 | 1 000 | 2.5 |
| 7 | 1 100 | 2.5 |
比较工况1、3、4、5的模拟结果，可以分析气体扩散速率对火焰燃烧的影响；比较工况2、4、6、7，可以分析火焰燃烧剧烈程度对气体扩散的影响。部分现有研究和事故监测数据也证实了模拟所设置工况参数的合理性[39-40]，可以预期模拟结果对于实际应用具有指导意义。
2.2 结果分析 2.2.1 气体扩散对燃烧影响结合燃烧的发展特征，将装置按照坐标分为初燃段、爆燃段和辐射段3部分，各自的温度-时间曲线分别如图 3—5所示。
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| 图 3 初燃段温度-时间曲线 |
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| 图 4 爆燃段温度-时间曲线 |
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| 图 5 辐射段温度-时间曲线 |
初燃段位于装置的驱动段前端，是燃烧反应最开始发生的位置，从图 3可以看到，随着气体入口速度增加，温度上升到饱和速率明显变快。
爆燃段主要由装置的驱动段后端和扩张段组成，是燃烧最剧烈的区域，从图 4可以看到，随着气体入口速度的增加，在压力作用下温度的波动愈发剧烈，同时也更快上升到饱和温度。
装置的几何特征决定了高温燃料无法通过扩张段进入到装置的中后段，因此辐射段主要通过吸收燃烧产生的热辐射升温，从图 5可以看到，随着气体入口速度增加，相应温度上升速率明显加快，说明气体扩散增强了燃烧产生的热辐射。
由上述分析可知，耦合作用会使得燃烧产生的热辐射更强，环境升温更快，导致火灾事故后果严重程度被放大。
2.2.2 燃烧对气体扩散的影响气体扩散由于浓度的连续性，更关注同一时刻不同工况下有毒气体浓度分布情况，通过氯气的浓度-位置曲线反映燃烧对气体扩散的影响。工况4、6、7曲线特征相近，取算术平均值绘制“耦合燃烧情形”曲线进行分析。图 6—8反映了t为5、10、20 s时装置内氯气摩尔浓度分布情况。
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| 图 6 t=5 s氯气摩尔浓度分布 |
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| 图 7 t=10 s氯气摩尔浓度分布 |
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| 图 8 t=20 s氯气摩尔浓度分布 |
从图 6—8可以看出，在整个气体扩散过程中，单独气体扩散情况下氯气集中在气体入口中垂线附近，扩散趋势较弱，与燃烧耦合的情况下，中心氯气浓度下降，但扩散速度更快，范围更广。
图 9利用云图直观呈现了t为30 s时工况2与5装置内氯气浓度的分布情况对比，进一步佐证了与燃烧耦合可以增强有毒气体的扩散趋势。
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| 图 9 t=30 s时不同工况下装置内氯气摩尔浓度分布云图 |
在实际事故场景中，毒气泄漏中心区域气体浓度往往远高于人体可接受值，因此主要通过扩散范围评估风险，可见耦合作用会导致有毒气体泄漏事故后果严重程度被放大。
通过上述分析可以得到结论，燃烧和气体扩散间物理效应耦合作用会导致事故后果的严重程度被放大。
3 实际事故场景的耦合效应研究危险品库是存储易燃、易爆、有毒物资等危险品的重要场所，在化工领域中有着广泛的应用。由于储量大、危化品种类繁多，危险品库的安全管理往往极为关键。本节以某危险品仓库发生过的多米诺事故为案例展开研究，并引入环境因素，探究物理效应以及环境风速风向间的耦合作用对多米诺事故风险定量评估的影响。
3.1 模型设定本文模拟的危险品库区域中的主要危险源为运抵区、中转仓库以及2个危险品库，分别存储着液化天然气以及氨气。危险品库周围分布着工业区、居住区以及商业区，分布情况与尺度如图 10所示。图 10a中x1、x2表示周边社区分布的相对距离和尺度，图 10b中x3、x4表示事故中心区域内设施分布的相对距离和尺度。
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| 图 10 事故场景建模 |
本节模拟了同时包含危险品库区域内运抵区与危险品库2两处火灾和危险品库1与中转仓库两处有毒气体泄漏事故的多米诺事故场景，采用甲烷以及氨气分别作为模拟的燃料和泄漏有毒气体。
由于本文以探究不同类型事故物理效应间耦合作用的影响为主要目的，因此在模拟中省略对于多米诺事故级联触发过程的讨论，直接模拟多米诺事故场景中各事故在发展过程中彼此的物理效应间耦合作用带来的影响。同时，在耦合场景的基础上，进一步分别与不同方向的环境自然风进行耦合，分析环境风速风向对多米诺事故后果与风险的影响。结合实际仓库参数以及事故调查报告中对该多米诺事故的描述等信息[4]设置了5种模拟情景，如表 3所示。
| 情景 | 燃料泄漏速率/(kg·s-1) | 有毒气体泄漏质量流量/(kg·s-1) | 风速/(m·s-1) | 风向 | |||
| 运抵区 | 危险品库2 | 危险品库1 | 中转仓库 | ||||
| 1 | 12 | 4 | 0 | 0 | 0 | ||
| 2 | 0 | 0 | 32 | 24 | 0 | ||
| 3 | 12 | 4 | 32 | 24 | 0 | ||
| 4 | 12 | 4 | 32 | 24 | 1 | 西南风 | |
| 5 | 12 | 4 | 32 | 24 | 2 | 东北风 | |
比较情景1、2、3的结果，可以验证2节关于耦合效应影响效果的研究，比较情景3、4、5的结果，可以分析耦合作用影响下环境风速风向对事故后果的影响。
3.2 事故后果分析图 11呈现了t为1 500 s时不同情景下的事故后果分布云图，从图 11a与11c之间的比较可以看出，耦合情形比单独火灾情形中燃烧更剧烈，同一时刻热辐射分布范围更广；从图 11b与11d之间比较可以看出，耦合情形比单独有毒气体泄漏情形中气体分布范围更广，扩散趋势更强。以上2点同时也验证了2.2节中的结果分析的正确性。通过比较图 11c、11e、11g可以看出，耦合风速风向会促使事故后果分布偏向风的下风向，同时在图 11g中产生了除初始火灾之外的2个高热辐射强度集中区域，通过分析可以推得，东北风的影响下，甲烷在下风向聚集，产生高浓度区域，同时环境风使得高温燃料与空气更充分混合，以及飞火等原因，产生了位于下风向的新的起火点，导致事故后果影响范围扩大，此外，图 11e、11g中热辐射强度峰值比图 11c中更小，这是因为常温的自然风促进对流，使得高温燃料损失了部分热量，削弱了火灾的热辐射强度；通过比较图 11d、11f、11h同样可以看出，耦合风速风向会促使事故后果分布偏向风的下风向。
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| 图 11 t=1 500 s时不同情形下事故后果分布云图 |
综合上述分析，火灾与有毒气体泄漏间物理效应耦合作用会导致事故后果的严重程度被放大，而风速风向通过控制火灾的传播与气体的扩散趋势，既有可能削弱事故区域事故后果(削弱热辐射强度峰值等)，也可能加剧事故后果(产生新的起火点等)，因此，风速风向对于多米诺事故后果的影响还需要结合周边社区等具体情况进行具体分析。
3.3 风险计算确定区域内的个人风险分布是多米诺事故风险定量评估的核心。个人风险是指单位时间内危化品生产、储存装置因场景中潜在的火灾、爆炸、有毒气体泄漏事故造成区域内某一固定位置的人员个体死亡概率，通常用个人风险等值线展示[40]，计算公式如下：
| $ {\rm{IR}} = f_{\rm{d}}^{(k, m)} \times {V_{{\rm{de}}}}, $ | (5) |
| $ {V_{{\rm{de}}}} = 1 - \left( {1 - {V_{{\rm{pe}}}}} \right)\prod\limits_{i = 1}^N {\left( {1 - {V_{{\rm{d}}, i}}} \right).} $ | (6) |
其中：IR为个人风险；fd(k, m)为包含k个次生事故的第m种特定多米诺事故场景发生的频率；Vde为相应的死亡概率；Vpe为由初始事故物理效应计算所得个体死亡率；Vd, i为多米诺事故中包含的第i个事故的个体死亡率。
在多米诺事故风险定量评估中，个人风险通常采用概率单位分析方法，通过人体脆弱性模型结合事故后果计算：
| $ V = \frac{1}{{\sqrt {2{\rm{ \mathsf{ π} }}} }}\int_{ - \infty }^{Y - 5} {{{\rm{e}}^{ - \left( {\frac{{{u^2}}}{2}} \right)}}} {\rm{d}}u. $ | (7) |
其中Y为概率单位。表 4总结了针对不同事故物理效应Y的计算方法。
《危险化学品生产、存储装置个人可接受风险标准和社会可接受风险标准》中规定了我国对于不同类型场所中IR的可接受标准[41]，如表 5所示。
| 防护目标 | IR可接受值(概率)/a-1 | |
| 新建装置 | 在役装置 | |
| 低密度场所(< 30人) | 1×10-5 | 3×10-5 |
| 高密度场所(30~100人) | 3×10-6 | 1×10-5 |
| 高敏感场所、重要目标、特殊高密度场所(>100人) | 3×10-7 | 3×10-6 |
3.4 风险分析
结合事故后果分布与人体脆弱性模型可以计算得到个人风险的分布情况，图 12分别展示了t为1 500 s时4种不同情形下的周边社区个人风险分布云图，同时标注了10-5a-1的个人风险等值线。可以看到耦合情形相较于非耦合情形的个人风险分布梯度更加均匀，同时范围更广。进一步耦合了风速风向后，个人风险分布明显偏向风的下风向。事故场景及周边区域人口密度较高，根据表 2，应用10-5a-1个人风险可接受标准进行评估。非耦合情形下的10-5a-1风险等值线远离居住区和商业区，个人风险可接受，而耦合情形下的10-5a-1风险等值线则已经与下方居住区有交集，认为风险不可接受。
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| 图 12 t=1 500 s不同情景下IR分布 |
由此可得出结论：物理效应间的耦合作用对于多米诺事故个人风险有显著的放大效应，在进行风险定量评估和设立相关标准时这种放大效应是不可忽略的。风速风向对个人风险的耦合作用需要根据具体情况分析，在本例中东北风明显加剧了事故对周边社区的风险，而西南风则使得个人风向分布远离周边社区，起到削弱风险的作用。
4 结论本文从多米诺事故中不同类型事故的物理效应间耦合作用机制分析入手，通过实验装置模型数值模拟定量探究耦合作用的影响，发现火灾和有毒气体泄漏事故间的耦合作用会导致二者分别造成的事故后果严重程度增加，体现了耦合作用对事故后果严重程度的放大效应。
案例探究说明，物理效应间的耦合作用使得耦合情形下个人风险被显著放大。进一步耦合环境的风速风向时，结合事故场景周边社区情况，发现耦合作用对于事故后果严重程度的影响既可能是正向的放大作用，也可能是逆向的抑制作用，需要根据具体情况分析。在多米诺事故的风险定量评估中，事故物理效应间的耦合作用是不可忽略的。
不同点火温度对于有毒气体扩散的影响趋势变化不明显，但耦合情形与非耦合情形差异显著。在后续研究中，将采用火焰峰值温度变化范围更大的燃料，进一步完善耦合燃烧情形对于有毒气体扩散的影响趋势探究。同时，将气体的沉降与抬升等因素展开探究，完善模型设定，结合实验参数等验证耦合过程中发挥作用的耦合机制，并通过开展实际实验对数值模拟结果进行验证。进一步完善利用事故场景模拟探究耦合作用效果的研究，例如考虑实际化工场景中储罐泄漏情形下毒气泄漏初始速度随时间变化，考虑多米诺事故级联触发效应，建立考虑耦合作用的多米诺事故全过程风险定量评估方法等。下一步将把爆炸冲击波与碎片效应纳入事故物理效应耦合作用研究体系，为了提升数值模拟结果可靠性，将采用FLACS、LY-DYNA等CFD软件进行数值模拟比对验证。此外，将耦合作用与多米诺事故的发展过程同时纳入风险评估过程，可实现对多米诺事故风险更准确的衡量。
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