基于元胞自动机对大型商贸场所火灾过程的模拟分析

通过对火灾蔓延动力学进行动态模拟,分析火场的消防能力,为火灾综合管理提供依据.首先应用MATLAB软件为仿真工具,使用元胞自动机模型分析了固体物质火灾蔓延动力过程;然后根据火灾预防和控制的相关理论确定影响火灾的相关因素;再通过模糊数学将各个因素量化;最后建立了针对以固体为主场所的火灾蔓延分析方法.相对于传统的火灾蔓延方法,该模型在定量分析和动态演化方面有明显的优点.     

基于SS-TFN耦合模型的潜在地震次生火灾风险评估

由于地震灾害及次生火灾在演化过程所产生的交叉性、耦合性和复杂性等特征,导致次生火灾一般呈高斯分布或近似高斯分布,特别当研究区域内样本数据精度不高或信息不足时,利用传统评估模型及方法有一定的局限性。本文在Monte Carlo随机模拟基础上,结合三角模糊数理论,建立地震次生火灾潜在风险评估的SS-TFN耦合模型,首先,利用专家意见和AHP法来确定指标权重度量值,然后,利用具有11级划分标准的模糊语义,定量描述城市地震次生火灾灾害风险评估指标的风险级别和风险重要性,其次,建立研究区域内待评城市综合风险取值的置信区间范围,最后,对研究区域各城市的次生火灾状况进行综合评估。研究结果表明：经耦合模型模拟实验20000次时,其计算结果已收敛,可得各城市的系统综合风险模拟值的置信水平95%下的置信区间值,可为抗震防灾规划提供相关决策支持。     

浅谈地震火灾的成因及预防对策

地震是地球内部运动引起的地表震动的一种自然现象，经常伴有火灾、水灾、毒气泄漏、瘟疫等次生灾害。本人从合理城市消防布局、提高抗震耐火等级、易燃易爆物品的管理等方面对地震火灾的成因和预防对策初步探讨，期望有利于提高人们对地震火灾的认识和灾后重建工作。     

浅谈合理消防布局在地震火灾中的预防作用

地震是地球内部运动引起的地表震动的一种自然现象，经常伴有火灾、水灾、毒气泄漏、瘟疫等次生灾害。本人从合理城市消防布局、提高抗震耐火等级、易燃易爆物品的管理等方面对地震火灾的成因和预防对策初步探讨，期望有利于提高人民对地震火灾的认识和灾后重建工作。     

地震中城市消防调度决策的研究

中国是地震发生频繁且灾害严重的国家,火灾是地震灾害的重要次生灾害,震后对火灾的及时扑救对减少人民生命财产损失具有重要意义.为降低震后火灾造成的损失,通过对城市地震火灾的特点所进行的分析,总结了与火灾扑救相关的建筑物、道路、桥梁、给水系统等的灾害预测规律,提出了地震灾害下的消防调度决策方法和实施步骤,并建立了基于多起点最短路径计算和考虑道路通行概率的消防调度决策模型.该模型对加快应急救援速度、提高城市的整体救灾能力,具有重要的现实意义.     

基于元胞自动机的以火灭火动态建模方法

以火灭火是控制森林火灾蔓延的重要手段之一。然而，现有以火灭火大多依赖专家经验，鲜有定量化分析的相关研究。该文构建了一种用于以火灭火建模分析的定量化火灾蔓延预测模型。该模型采取元胞自动机算法将林火动态蔓延过程定义为网格动力学问题，实现对复杂环境中森林火灾时空动态演化的定量化建模。该模型提出了一种用于以火灭火的网格状态触发机制，将反向点火行为定义为含特定时间触发约束的因素，进而实现对不同时空条件下人为点火因素的定量化模拟分析。为了验证模型的有效性，以2022年8月重庆市北碚区森林火灾为研究案例，分析了不同条件下实施以火灭火策略的效果。实验结果表明：所提出的定量化分析模型能够为森林灭火队伍制订以火灭火策略提供科学辅助，有助于提升森林火灾应急管理的现代化水平。     

基于地震损伤次生火灾概率研究

地震的发生会破坏原有的自然平衡和社会稳定,易引起一系列二次破坏,这种破坏在空间上和时间上可能比地震本身更具危害性.其中,火灾是建筑物主要面临的地震次生灾害之一.云南大学新校区地处昆明市呈贡区,位于小江断裂带和普渡河断裂带之间,属地震多发区,且学校内部建有化学实验室和食堂,地震发生后极易引发次生火灾.为了研究校园区域地震次生火灾的发生率,通过MATLAB程序调用SAP2000对一幢RC框架结构进行非线性时程分析,基于Park-Ang双参数损伤模型求解结构在不同强度等级地震作用下的损伤D值,并结合实地调研构建适用于不同使用功能建筑的次生火灾起火概率模型,为云南大学震后火灾救援工作和基于性能的抗震防火设计提供参考.     

木结构古建筑室内火灾发展的数值分析

消防安全是所有类型建筑中的重要问题,特别是在木结构古建筑中。在本文中,室内火灾实验是在一个高火灾荷载的木结构古建筑的全尺寸模型中进行,并通过烟气和火焰蔓延来探索火灾的增长及蔓延方式。使用FDS软件模拟不同火灾情景下火灾的发生发展过程,以研究火灾发展的影响因素,并预测木结构古建筑的火灾特征。结果表明,火源在大殿的角落和屋顶处易引起火灾蔓延;大殿内火灾荷载越多,火灾蔓延速度越快;木材的热解温度越低,发生轰燃时间越短。     

针对连片木结构房屋火灾的计算机数值模拟

针对少数民族村寨连片木结构房屋,利用火灾动力学仿真软件Fire Dynamics Simulation(FDS),对连片木结构房屋火灾的蔓延过程进行三维数值模拟,分析火蔓延中各种参数的时空分布变化,并对计算的结果进行可视化输出.希望藉由FDS软件来仿真当发生火灾时,整个火灾蔓延的过程,包括:房屋内部烟雾的流向、温度的分布、最大热释放速率,进而为连片木结构房屋的防火设计提供参考依据.     

高层建筑凹型结构外立面火灾竖向蔓延规律数值模拟

在城镇化发展进程中,高层建筑作为容积率大,容纳人数多的一种独特建筑结构形式得到了迅猛发展,与此同时也给城市带来了较高的建筑火灾风险,尤其是随着凹型外立面墙体结构的设计使用,使得建筑火灾蔓延特性受到了显著影响。本文通过FDS数值模拟技术对不同凹型外立面结构因子影响下的火场温度、火焰前锋蔓延速率进行了研究,结果表明凹型外立面火灾竖向蔓延烟囱效应较明显;火焰前锋高度随时间符合指数函数变化关系,且当凹型外立面结构因子时,火灾前锋竖向蔓延速率达到最大。据此提出防火挑檐的合理设置可有效阻止火势沿凹型外立面向高处相邻住户蔓延。研究成果对凹型外立面建筑结构消防安全优化设计具有一定的理论指导意义。     

风门启闭对船舶机舱火灾烟气蔓延影响的模拟对比研究

利用火灾区域模拟基本原理和使用方法,对扑救难度较大的船舶机舱火灾烟气运动进行了研究分析。结果表明:通风口开启与关闭对机舱烟气的界面高度、烟气层温度、平均压力、烟气中O2、CO浓度等运动迁移规律有较大影响。关闭全部通风口进行封舱灭火需要把握良好的时机,封舱过早或过迟都会使火灾损失增大,并且,封舱灭火时,尽可能不提前开启舱门,过早进入火场。开启舱门时会发生高温烟气冲击伤人事故,并将导致因开启舱门而进入新鲜空气造成火灾复燃后果。模拟结果对机舱火灾的扑救具有一定指导意义。     

建筑火灾综合模拟评估在大空间建筑火灾中的初步应用

运用火灾规律双重性理论，探讨建筑火灾综合模拟评估的理论框架，以影院会堂类大空间建筑为例，运用一些可调试的模拟方法、统计分析及其模型，给出在火灾评估具体环节和应用程式上的一定程度的量化描述．实现火灾综合模拟评估理论模型的可操作性，使更进一步准确和方便地估算建筑火灾对人员、财产造成危害的几率，和判断这种危害的发生具备了初步的可能．     

水平火灾实验炉试验与模拟分析

基于改进热平衡法,结合天然气燃烧的特点,采用火灾动力学模拟软件(FDS)构建水平火灾实验炉的数值模型,进行混凝土双向板火灾试验模拟研究.结果表明:通过控制燃料的供应速率控制燃烧机的输出热功率,可以实现水平火灾炉升温曲线与ISO 834的标准火灾升温曲线接近,模拟平均炉温与试验平均炉温最终误差为2.2%(22 ℃);水平炉烟道口温度高于平均炉温约87 ℃,与实际火灾实验炉烟道口频繁损坏现象吻合,因此,在实验炉设计中,应提高烟道与炉墙连接区域的设计耐火极限;FDS模拟得到的火灾炉内部及楼板受火面温度场呈不均匀分布,符合火灾实验炉各热电偶测点实测升温曲线不同的规律,温度场数据可用于研究非均匀温度场对混凝土板力学性能的影响.     

青岛北站大跨钢结构抗火性能研究

提出了一种适用于大跨度、大空间建筑的火灾安全分析方法——性能化抗火设计方法．首先通过火灾场景分析及模拟计算,确定构件的温度,再利用分析软件计算各不同温度下构件的应力,确定需要防火保护的构件．青岛北站主站房建筑结构体系复杂,超大空间的建筑布局,超出现有建筑防火设计的规定,现行规范方法难以满足抗火安全性与经济性要求．基于性能化方法对青岛北站主站房的抗火安全性进行了评估,并根据评估结果确定防火保护措施．     

基于Pyrosim的航站楼火灾差异化喷淋系统仿真

民用机场航站楼净空高度大、纵深长,当发生火灾时,极易造成烟气积聚、人员伤亡。为了更精确地了解有无喷淋对航站楼火灾发展变化的影响,提出了使用Pyrosim火灾仿真软件,耦合火源点、喷淋、排烟、热电偶、等因素进行综合布局分析,建立航站楼FDS模型,并进行精细化仿真,计算得到有无喷淋系统情况下的烟气层高度、能见度、热辐射温度运行等关键指标,仿真结果更真实、准确地推演航站楼火灾发展演化规律,能够更好地为火灾的应急预案的制定提供决策支持。     

地铁列车火灾安全疏散研究

为了研究地铁列车的火灾安全疏散性能,利用Pyrosim火灾数值模拟软件,结合真实材料的物理化学参数,对地铁火灾的毒害气体和能见度分析,确定满载乘客的单节车厢应满足的最低转移时间。模拟地铁火灾真实的疏散场景,进行大规模疏散演练实验,探讨了人群实际转移时间和相关注意事项。利用Pathfinder疏散模拟软件,针对站台疏散和隧道疏散进行了比较分析。     

人员安全疏散性能化设计方法的实例研究

以大型超市为例,利用日本经验公式与火灾模拟软件CFAST相结合的分析方法,通过设定消防安全目标、确定性能判据、建立火灾场景,考虑不确定因素等状况对其进行烟气流动模拟计算、分析。经分析得出：性能化设计方法具有科学性、安全性、经济性等优点,能够在确保人员安全疏散的前提下、减少防火投资、增加建筑使用面积,显著提高商业建筑的经济效益与社会效益,对今后大型公共建筑火灾安全疏散性能化设计具有重要的指导意义。     

分离涡模拟k-ε湍流模式及在火灾模拟中的应用

为了构造一种使用较少网格并能获得流动主要特性的湍流计算方法,根据分离涡模拟(detached-eddy simulation,DES)方法的一般性定义,发展了一种基于k-ε两方程湍流模式的DES方法.用该方法代替FDS软件中的亚格子应力模式构造的DES求解器被用来对湍流强迫对流问题和单室火灾问题进行数值模拟.计算结果与大涡模拟的结果和实验数据进行对比.强迫对流问题的计算结果与实验数据吻合得非常好,用较少的网格取得了比使用较多网格的大涡模拟方法更好的结果.用该方法预测的单室火灾问题的速度分布与实验结果非常接近,但是预测的温度分布则较差.这可能是由于该数值方法缺乏较好的湍流燃烧模型所致.     

某类重特大火灾数值模拟研究

某酒吧火灾、深圳舞王俱乐部火灾和福建长乐拉丁酒吧火灾的发生场所和火灾原因类似,且短时间就造成大量人员伤亡,研究这类火灾防控措施有较好的意义。本文利用FDS软件构造某酒吧的火灾模型,合理分析场所的人员情况设定疏散模拟参数,根据火场情况设定合适的火灾场景,分析热辐射、烟气温度、烟气毒性、烟气能见度等参数的变化过程,并得到可用疏散时间。结合CFE软件进行人员疏散过程模拟,模拟的预期火灾人员伤亡与实际情况较好相符;并对不同的可燃物类型、消防设施状况和待疏散人数进行火灾后果分析,可燃物分析结果说明装修用聚氨酯泡沫吸音棉是造成火灾极速蔓延的直接原因,这类材料产生大量的有毒浓烟,很快就造成人员伤亡;不同消防设施模拟分析的结果体现了自动消防设施的重要作用,公共娱乐场所的自动喷水灭火系统应推广快速响应喷头,未按国家标准安装自动消防设施是造成重大火灾人员伤亡的成灾原因;对酒吧不同待疏散人数的火灾预期伤亡数定量分析证明了公共娱乐场所定员管理的重要意义;模拟分析的结果可用于此类火灾成因分析和火灾防控措施研究。     

穿透风对外部燃烧火焰影响的数值模拟

为研究室内火灾的外部燃烧现象,该文应用FDS(fire dynamic simulator)程序,采用大涡模拟(LES)湍流模型,对穿透风对外部燃烧火焰的影响进行了数值模拟研究。计算结果解释了Law的经验公式与Klopovic的实验观测之间的矛盾,并且给出Law经验公式的适用范围。计算结果显示,存在两个穿透风的临界速度当穿透风风速大于第一临界速度时,Law的关于外部燃烧火焰高度的公式定性正确;当穿透风风速大于第二临界速度时,Law的关于外部燃烧火焰长度的公式定性正确;数值计算得到的火焰宽度随风速的变化趋势与Law经验公式的预测结果相反,但与Klopovic的实验观测一致。