建筑火灾温度的场网复合模拟

针对多功能建筑模型,构建了场模拟和网络模拟之间的联接平台,对特殊受限空间(着火室和大空间房间)采用场模拟,对体积均匀受限空间采用网络模拟.将场、网单独模拟的结果相互作为彼此交界面的边界条件,实现了模型建筑在特定火灾场景下的场一网复合模拟.复合模拟可以清晰地提供特定火灾场景下特殊受限空间内烟气各物理量分布的详细信息,还可以足够准确地预测建筑内各受限空间的烟气运动特征,满足了求解精度和求解速度的要求.     

基于数值模拟的某公交车火灾重构(英文)

使用FDS进行火灾场景模拟可以给火灾调查提供证据支持. 对公交车火灾的数值模拟可以重现火灾现场,通过描述火源、公交车的结构以及可燃物的属性,可以重构火灾过程,解释火灾的发展、烟气的运动和人员的死亡. 基于逃生人员和营救人员的描述,以及火灾现场的燃烧证据,采用并行运算方法进行了重构模拟. 完成了包括热释放速率、温度场、烟气密度以及组分浓度等在内的多参数数据采集. 通过比较模拟结果和火灾现场的调查结果,推测了火势的发展和烟气运动,解释了人员死亡的原因. 从而为整个火灾重构的进一步研究打下基础,同时指出了火灾模拟在实际火灾场景调查中的应用价值.     

建筑火灾中场区网数值模型的应用

发展了一种体积守恒修正压力的场区网数值模型新方法，并应用其对两例建筑火灾中的烟气运动作了初步的数值模拟．结果表明修正的场区网数值模型能较好地模拟建筑火灾中的烟气运动，具有良好的应用前景．     

通风控制下建筑物通道内火灾烟气运动的数值模拟

通风控制下的建筑物火灾具有很大危害性.对受通风控制的建筑物通道内的火灾烟气运动进行了数值模拟,给出了烟气温度、速度和组分质量分数的分布.将模拟结果与燃料控制下通道内火灾烟气运动的计算结果进行了对比,揭示了不同燃烧状况下通道内烟气运动与火蔓延的特点.     

室内火灾机械排烟过程烟气运动的数值分析

建筑物发生火灾时，火灾初期室内烟气运动状况直接影响建筑物内受灾人员的疏散，本文运用CFD技术，初步模拟建筑室内机械排烟作用下火灾初期烟气运动过程，分析了室内空气流场和烟气层运动状况。     

套室内扩散燃烧火灾的三维数值模拟

采用非稳态湍流模型和湍流与化学反应相互作用的涡耗散燃烧模型,对套室内扩散燃烧的火灾进行了三维空间数值模拟.给控制方程添加不同源项以反映化学反应净产生速率对流场的影响,采用交错网格有限容积法将计算区域进行离散,用SIM-PLE算法求解离散控制方程.通过对套间内3种不同释热率情况下火灾的数值模拟,研究了套间内火灾发展、烟气温度分布和燃烧产物浓度分布规律.研究表明火源释热率的大小对烟气温度场的影响较大,对燃烧产物CO2浓度场的影响不很明显.释热率较小时,较短时间内仍能产生大量的烟气;释热率较大时,烟气层迅速形成,温度上升程度更为剧烈.此研究结果对于准确预测套室内火灾传播规律、有效阻止套室内烟气扩散和设计合理的排烟结构有一定的指导意义.图8,参12.     

不同风速下列车火灾烟气与人员疏散模拟研究

本文采用大涡数值模拟(LES),基于FDS模拟研究了不同风压条件下的列车火灾烟气迁移规律,并通过对不同工况下火灾过程的研究,初步探讨了车厢内火灾发展、烟气运动和温度分布规律并模拟分析了烟气条件下不同初始人员密度时列车车厢内人员疏散过程.     

高阶精度格式在火灾模拟中的应用

对流作用在火灾诱导的烟气运动中占主导地位。为了更好地研究火灾诱导的烟气运动,该文构造了一种新的4阶精度的有限差分格式,用以离散火灾烟气运动的控制方程——低M ach数可压缩N av ier-S tokes方程的对流项。将此格式加入到美国国家标准技术局开发的火灾模拟软件F ireD ynam ics S im u lator(FDS)中,对典型的油池火灾和单室火灾的问题进行了数值模拟。将速度和温度分布的计算结果与实验结果和二阶精度的FDS程序计算结果相比较,结果表明该文提出的格式在较少的网格下得到了比二阶精度格式更接近于实验值的结果。这说明在火灾模拟中,相对于二阶精度的格式来说,高精度格式是一种更好的选择。     

洁净空调系统对初期火灾探测的影响分析

运用FDS(Fire Dynamic Simulator)软件对采用上送下回式空调系统的洁净室火灾烟气运动进行了数值模拟.通过对速度场及温度场的分析,研究了上送下回式气流组织模式对烟气运动和早期火灾烟气探测的影响.模拟研究结果表明,天花板附近的温度场和浓度场均受到较大影响,与没有洁净空调作用情况下相比,火灾探测响应时间将延迟数十秒.     

基于火源和疏散信息的建筑火灾烟气控制策略模拟

建筑火灾救援中,赢取时间对人员救援十分重要。为了延缓火灾蔓延,降低烟气速度和温度,可以利用暖通空调系统(HVAC)、门等各种设备进行烟气控制。该文以人员疏散软件CFE为工具对火灾人员疏散进行模拟计算,获取人员信息,提出基于人员和火源信息,利用HVAC、门等设备的建筑火灾烟气控制策略方案。同时采用大涡模拟,以火灾模拟软件FDS为工具对不同结构建筑火灾烟气控制效果做模拟研究。模拟结果证明:基于火源和人员疏散信息,利用HVAC、门等设备的烟气控制策略可以有效控制烟气蔓延,减小烟气下降速度大约15%,降低烟气温度大约25%,降低空气中有毒有害气体质量分数37%左右。这些均有助于改善人员疏散成功率。     

火灾时围护结构非稳态温度场的动态特性

为了研究火灾时建筑物围护结构的温度,运用BFD模化模型,模拟计算了室内建筑火灾烟气温度与时间的变化关系,并讨论了长宽比、有效通风口高度等对室内火灾过程的影响.在上述火灾模拟的基础上,根据烟气与围护结构之间的换热情况,建立了围护结构非稳态传热模型.采用分界面衔接条件,并结合有限差分方法,提出了一种建筑构件中心点温度场的计算方法.随后,取时间步长为1 s,计算时间为50min,分别计算了两种围护结构内部温度场随时间和位置的变化规律.计算时,火灾增长时间tg为150 s,衰减时间td为600 s,所选取的火灾为经历了生长阶段、轰然阶段、充分发展阶段和衰减阶段的全过程燃烧.模拟得到的加气混凝土和钢筋混凝土构件内部温度场变化规律与实验结果基本符合.     

大型商场开敞空间防烟分区内烟气运动的模拟

针对大型商场火灾危险性严重的典型部位,运用数学模化和计算机模化的方法,采用双层区域模型,建立了开敞式空间防烟分区内烟气流动过程的数学模型和计算机模化软件CSMOKE.应用模拟系统对防烟分区内火灾初期的烟气流动情况,包括烟气的产生量、烟气层的温度以及烟气层厚度随时间的变化等进行预测,并对影响火灾发展主要因素的影响规律进行了研究.同时,分别以汽油油盘和标准试件为燃烧物开展了大型商场开敞空间防烟分区的实体火灾试验,获取了火灾和烟气运动的特性参数.模拟计算结果与实测结果的误差在20%以内.     

火灾工况下城市隧道自然通风模型实验

南京城东隧道采用自然通风方式,为判定其在火灾工况下能否满足安全性要求,开展了火灾工况下隧道自然通风模型实验,考察了最不利工况下烟气排除效果.从理论上探讨了模型与原型的相似规律,并以此为指导搭建模型实验台.结合实验现象和数据,分析了烟气温度、CO2浓度分布变化规律和烟气运动规律,与隧道原型实验进行了对比,验证了实验结果的可信性.并对火灾时逃生人员的安全性进行了分析,得到了烟气温度最高达77.2°C,烟气大部分时间维持在2 m以上高度的结论,此时逃生人员的安全能够得到保证.     

建筑火灾区域模拟研究

用区域模拟方法对建筑火灾进行了较为系统的研究，给出了其常微分控制方程组，鉴于该方程组存在刚性现象，采用Ｃ．Ｗ．Ｇｅａｒ刚性为求解这组方程，还对建筑火中分的模化进行了讨论与研究，既吸取一些较为成熟的模型，又改进并发展了其中部分模型，在此基础上编制了建筑火灾多室区域模拟程序，并将数值模拟结果与实验进行了对比，两者符合良好，还简要评述了区域模拟的特点及待进一步研究的问题 。     

民用建筑煤气泄漏火灾数值模拟分析

以民用建筑煤气泄漏火灾作为研究对象,通过对实际民用建筑中具有代表性的厨房进行建模,对煤气泄漏时的流体力学模型和燃烧模型进行了研究,确定了使用非预混燃烧模型同时加载k-ε湍流模型和P-1辐射模型的方案,并引入场模拟方法,给定了合适的边界条件,对由煤气泄漏所引发的室内火灾的发展过程进行了形象化数值模拟,并在不同的泄漏时间、泄漏流量、通风速度条件下对火灾烟气蔓延的结果进行对比分析,展示了火灾发生、发展的过程.应用火灾试验结果和数值模拟成果,可以对煤气泄漏火灾中火灾发展蔓延的机理有进一步的了解,同时对煤气泄漏火灾的定性提供了理论依据和鉴定方法.     

基于FDS模拟的大型商业综合体中庭火灾人员疏散研究

通过对某大型商业综合体中庭烟气流动、烟气现状和人员疏散进行模拟分析,对中庭火灾烟气流动及其影响因素进行了研究;分析了起火位置、火灾荷载并进行了人员疏散等参数的确定;得出了大型商业综合体中庭发生火灾时,烟气不会对人员构成危害的结论.通过烟气模拟和人员安全疏散计算,表明人员能够安全逃离火灾区域;保证中庭内喷淋系统、排烟系统等消防设施的正常工作,是保障中庭火灾发生时人员能够安全疏散的基础要求.     

基于运动模式和元胞自动机的火灾环境下人员疏散模型

为模拟建筑物内火灾情况下人员安全疏散,提出了一种基于运动模式和元胞自动机的人员疏散模型。该模型借助智能移动机器人的运动模式,并考虑了火灾环境对人员的疏散行为的影响,即火灾环境对人员造成的生理心理影响从而导致低效的疏散行为。引入一个健康度的概念,在疏散过程中,人员的健康度会受到其周围的烟气浓度、温度,氧气、二氧化碳和一氧化碳浓度的影响而不断下降,从而导致人员的疏散方向的错位和疏散速度的下降。模拟了不同期望速度的人员从发生火灾的建筑物中疏散的典型过程。模拟结果与实际情况相符,模型为考虑火灾环境的人员疏散提供了一个可行的框架。     

基于FDS的体育馆消防设计安全性仿真模拟验证分析

为了研究体育馆防火分区面积超过规范要求等问题，采用消防工程原理与方法，对某体育馆进行消防性能化设计。在满足建筑使用功能的前提下，通过实地调研考察分析，设定不同的火灾场景，运用火灾动力学软件FDS(Fire Dynamics Simulator)进行烟气运动模拟和人员疏散安全性分析，验证该体育馆建筑消防设计的安全性与可行性。研究结果表明：火灾蔓延和烟气蔓延均可以得到有效控制，人员可以安全疏散，该建筑的消防安全性是可以得到有效保证。研究结果为同类工程的消防设计提供参考。     

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．     

公路隧道火灾烟气流动的数值模拟分析

基于公路隧道在火灾安全体系研究方面的迫切需要, 本文以成都天府隧道为对象, 对隧道火灾烟气流动建立了数学模型和物理模型。采用CFD方法, 利用PHOENICS3.6.1软件对该工程实例在纵向通风控制条件下, 火灾烟流的问题进行了数值模拟研究, 给出了不同纵向通风速度下该公路隧道火灾烟气的浓度场、温度场等的分布规律, 讨论了烟气的发展情况, 得到了不同区段火和烟气对人构成威胁的情况, 并对隧道火灾的控制、救援和人员疏散提出了一些建议。研究结果可为研究烟气的运动情况和制定防灾救灾预案提供直接的理论依据和指导。