区域模拟方法在性能化防火设计工程中的适用性

以区域模拟软件CFAST和场模拟软件PHOENICS为工具，选取了性能化防火设计工程中的两种典型火灾场景计算结果进行比较，体现出区域模拟方法在工程应用中的适用性特点．分析了区域模拟结果不合理的原因；验证了CFAST区域模型仍适用于规则大空间，不适用于尺寸比例超过10的狭长竖高空间的结论；提出了一种针对不能合理划分单元的复杂火灾场景，在单元间采用等效开口面积体现烟气运动影响的新的建模方法；数值实验结果表明该方法是可行的．     

一种改进的基于区域划分的综合索引方法

为解决现有基于区域划分的自动制图综合索引方法中层次划分简单固定和没有考虑综合数据的空间分布特点等问题，提出了一种改进的基于区域划分的综合索引方法。该方法的不同之处在于对数据进行了空间聚类和基于缓冲区的冲突探测，将需要综合的空间数据分为四个层次：第一层为整个综合区域；第二层为进行聚类和冲突探测后的区域划分；第三层是利用境界、水系和道路网分割所得的区域划分；第四层是单个目标。实验表明，该方法扩展了索引层次，有效地弥补了原方法的缺点。     

隧道火灾烟气发展的模拟计算研究

分析了隧道火灾的特点，运用区域模拟和场模拟的方法，通过一假定的隧道火灾算例，分析了几种不同情况下隧道火灾的烟气发展情况。讨论了烟气温度、高度的变化情况，得到了不同区段火和烟气对人构成威胁和对隧道结构造成破坏的情况，最后对隧道火灾的防治提出了一些建议。     

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。     

狭长通道内火灾烟气毒性成分空间分布的实验

利用模拟狭长通道的小型实验台研究了火灾烟气传播过程中毒性成分的空间分布规律．结果发现，烟气成分的分布沿着水平方向呈现不同的特点，在远离火源的位置呈上下两层分布，符合两层区域模型，而在离火源较近位置则递变分布，则须用场模型或者多层区域模型评估．实验表明，烟气毒性成分的浓度峰值随高度的降低呈现明显的阶梯变化，在过渡区段骤升骤降．实验测量到，CO和CO2迁移时浓度峰值在远离火源处仍然保持相当高的浓度甚至高于火源近处的浓度，这与火灾中很多遇难者死于远离火源位置的结果是一致的．     

颗粒离散元的HACell检索算法用于SCC模拟

颗粒单元间的接触检索是提高颗粒离散元方法计算效率的关键。该文提出一种基于空间网格划分的单元间接触区域搜索的离散元接触检索算法HACell。该方法根据单元位置及大小,将其分配于空间网格中,记录单元在空间中的分布状况,并通过接触区域的搜索对位于同一网格中的邻居单元进行接触判定。通过自密实混凝土(self-compac-ting concrete,SCC)的三维离散元模拟,说明HACell算法的网格划分不受单元粒径的限制,且计算复杂度仅为O(N)。HACell算法的单元接触判定实现离散单元间的高效接触检索,计算耗时约为CGrid算法的30%左右。     

区域分解法解黑油数值模拟问题的并行计算

区域分解方法是适应并行计算机的工作原理应运而生的偏微分方程数值算法,将它应用于解决三维实际问题且行之有效的并行软件并不多见．本文基于共享内存多处理机并行系统解决一类三维黑油油藏数值模拟问题,分别给出了子结构类型ＤＤＭ和Ｓｃｈｗａｒｚ类型ＤＤＭ两种区域分解方法的并行算法,并进行了比较,就它们在实际应用中的区域划分对收敛速度及计算时间的影响进行了讨论     

化学驱软件中化学平衡的并行计算

为了探索化学驱油藏数值模拟软件高效的整体并行化方案 ,对 DQCHEM2 .0软件中化学平衡计算部分进行并行化改造 ,设计了两种区域分解并行化的方式。一种方式是将整个区域按 CPU数进行分解 ,每个 CPU计算一个子域 ;另一种方式是按照额定的子域中网格单元的数量进行分解 ,每个 CPU将计算多个子域。比较而言 ,前者数据传输量少 ,而后者有利于负载平衡。在并行程序中 ,采用 MPI消息传递库实现数据的传输。测试结果显示了较好的局部并行效率。 8个 CPU的加速比达到 6.4。对测试数据的分析表明 ,两种区域分解方法适用于不同的情况     

建筑火灾区域模拟辐射换热的计算

首先给出了几个与区域模拟基本思想相一致的假设，然后据此推导了区域模拟辐射换热的计算模型．本模型将火源假设为点火源；并假定包壳仅由两个表面组成，其中，上表面为顶篷和上部坚墙，而下表面为地板和下部竖墙．这一模型既考虑了吸收性介质对火源及壁面辐射的影响，也考虑了烟气主要成份对吸收性系数的影响．     

高大空间卷烟制丝车间防排烟性能化设计

为分析某高大空间卷烟制丝车间防排烟设计效果,用性能化防火设计的方法、运用FDS火灾模拟软件对其进行火灾模拟。结果显示在不同火灾场景下人员疏散完毕时车间2.00m高度以下烟气层温度、CO浓度和能见度均未达到威胁人员生命安全的性能指标,起火后2400s内不会危及钢结构屋顶的结构安全,多台风机同时排烟是导致烟气较快弥漫的主要因素,高大空间工业建筑设计机械排烟系统时应划分防烟分区,并考虑分时段分区域启动,划分防烟分区的挡烟垂壁高度不宜小于0.70m。     

地铁火灾的盐水实验与计算机数值模拟

为了认识地铁火灾烟气的流动规律，达到为消防设计提供相关资料并采取合理消防措施的目的，采用缩尺盐水实验与计算机计算流体力学数值模拟相结合的方法对地铁火灾进行研究．研究受限空间火灾烟气运动的手段主要有全尺寸火灾实验、小尺寸模拟实验和计算机数值模拟3种．实验模拟了列车着火和站台着火2种情况，得到了地铁火灾的烟气流动规律，比较并分析了计算流体力学数值模拟与盐水实验得出的烟层无量纲高度和无量纲时间．计算流体力学数值模拟与盐水实验得到的烟气到达楼梯口所需时间相差为1．5—2s，到达远侧楼梯口所需时间相差7．2s．二者之间存在着一定的误差，但误差不大．同一时刻，数值模拟比盐水实验得到的无量纲烟层高度高0．1左右，变化趋势一致．结果表明，实验条件选取合理，方程模型选用和边界条件设置恰当，盐水实验与计算流体力学数值方法模拟地铁火灾均是可行的．     

建筑物多室火灾过程的计算机模拟

应用场模拟和区域模拟相结合的方法来研究建筑物多室火灾过程，是计算机模拟多室火灾过程的一种新方法．这种新方法的主要思想是用场模拟的方法模拟着火房间，对于与着火房间相连的非着火房间，则采用区域模拟的方法．本文正是基于场区模拟这种新方法对双室火灾过程进行数值模拟．     

室内防火隔离带的场数值模拟与设计要点分析

在大空间建筑物划分防火分区时，由于受建筑结构的影响，对其进行物理防火分区存在困难。本文通过设置不同的场景，运用场模拟软件FDS进行模拟分析，仿真火灾热辐射对相邻区域货物的影响，提出了在建筑内设置一定宽度的隔离带作为防火分隔的方法。     

轴对称成形问题的模拟块技术

对于塑性成形中常见的轴对称成形问题，本文利用上限单元技术将变形体划分为若干矩形单元，对其整个变形过程进行模拟，利用该技术，只需根据边界条件和输入速度，通过模拟进行变形，确定充满模腔的最佳状态，不需了解模拟块内部的变形过程，这样不仅简化了复杂的变形过程，而且可以实现计算机辅助设计。     

基于感兴趣区域聚集层的强化学习算法的目标检测

在传统深度强化学习的目标检测基础上,提出了一种基于感兴趣区域聚集层的策略,改进传统深度强化学习中使用RoIPooling层将感兴趣区域池化为固定尺寸时造成的像素偏差.首先遍历整个感兴趣区域,保持感兴趣区域的浮点数边界;然后将感兴趣区域平均分割成7×7个矩阵单元,保持每个矩阵单元的边界也是浮点数;最后在每个矩阵单元中使用双三次插值法计算固定的4×4个坐标位置,进行最大池化操作.结果表明:在Pascal VOC2012数据集上,改进方法提升了模型的检测精度;智能体(agent)可以在较少的步数里检测出更多图像中的物体,效率更高;在精准率与召回率上优于传统深度强化学习策略,平均精度比传统目标检测方法更有优势.     

无界域电磁场问题的有限元—本征函数展开结合解法

基于区域分裂的思想，通过引入一虚拟圆形边界，将整个无界域划分为圆内、外两部分。圆内有限区域采用通常的有限元离散，而将整个圆外无限区域看作一个“无限大”的单元，采用以本征函数展开的Ｆｏｕｒｉｅｒ级数作为插值函数的离散方法。这种处理方法能够很好地把有限元法的求解区域推广至无穷远，实现了它在无界域电磁场数值分析中的应用，从而形成了一种新型的解法。文中以无界域中典型电磁场问题为例证，说明了有限元－本征函数     

凝固过程温度场的分区域计算

为提高铸造凝固过程数值模拟的计算效率,在砂型铸造凝固过程中,基于凝固特征提出了"瞬态区域"的概念;对不同的计算区域采用不同的时间步长进行计算,建立了分区域计算方法。建立了基于分数步长法的隐式差分方法。此外,提出了一种计算砂型铸造过程中铸型"瞬态区域"厚度的估算方法,并利用铸型的温度梯度分布进行了分析验证。应用分析表明,分区域计算方法在模拟准确性的基础上显著地提高了计算效率,较好地解决了模拟计算的计算效率问题。     

建筑火灾中基于大涡模拟的场区复合数值模型及其应用

结合大涡模拟技术,采用体积守恒压力修正的区域模型发展了一种新的火灾过程场区模拟程序.采用低Mach数近似下的三维可压缩Navier-Stokes方程,和有限差分法计算了滤波后的控制方程,对着火房间内的烟气运动过程进行有效的模拟.对一个模型多室建筑以及一个真实尺寸多室建筑内的火灾烟气运动过程进行数值模拟,并将模拟结果与实验数据进行对比.结果显示该方法能够较好地描述建筑火灾中的烟气运动规律.其模拟结果能够为建筑消防安全的性能化设计提供参考.     

约束方程的分区网格划分法

在有限元中．把形状复杂的模型划分成四边形或六面体网格，一直以来都是一个很难解决的问题．利用约束方程进行分区网格划分，把一个模型分成多个形状规则的小区域并对其进行映像网格划分，然后使用约束方程，把相邻区域相接面上的单元节点联系起来．解决对复杂模型进行网格划分时很难划分出理想网格的同腰．并对不同的小区域进行网格密度控制．     

层合板局部层间应力的一种有效解法

用三维各向异性有限元程序求解多层层合板层间应力是与复合材料层合结构的强度紧密相关的。利用结构的整体与局部的概念,对重点研究的区域作为局部区域按每一层不同的材料铺层划分单元。在远离求解区域的地方,用“等效模量”的概念将不同的材料层用等效的方法进行单元网格划分,这样就克服了层合板层数过多而引起的计算量太大的问题。