燃烧学和火灾科学

学科介绍栏发表的《燃烧学和火灾科学》一文,值得一阅。我国70年代刚起步的燃烧研究,现正向系统化、理论化推进。同时提出了在我国应建立火灾科学的研究,以填补这方面的空白。全世界大火灾(包括我国)给人们的印象太深了。普罗米修士给人间带来了巨大的光明与温暖,同时也带来了灾难,现在是应该对这些灾难进行科学研究的时机了。     

一种考虑摩擦与排斥的人员疏散元胞自动机模型

在人员疏散过程中, 人与人之间、人与环境(如建筑物)之间存在相互作用力, 包括吸引力、排斥力和摩擦力. 3种力对人员疏散的行为、速度和效率起着关键作用. 在以往的模型中, 吸引力可以得到较好地描述, 但对排斥力和摩擦力的定量描述还不完善. 近年来提出的多粒子自驱动模型(社会力模型)可以较好地体现3种力的作用, 但由于它是一种连续型模型, 运算的速度较慢并很难得到改善. 目前研究较多的离散型模型, 如元胞自动机模型和格子气模型等, 可以达到较高的运算速度, 但很难考虑到摩擦力与排斥力的作用, 造成运算结果误差较大. 针对这种情况, 本文在经典元胞自动机模型的基础上, 量化确定了摩擦力和排斥力的运算规则, 提出了一种新的元胞自动机模型. 通过将模型的运算结果与多粒子自驱动模型进行比较表明, 新模型在人员行为、疏散速度以及“快即是慢”效应等方面都可以得到与后者相同的结果, 而运算速度则与普通的元胞自动机及格子气模型相当, 比社会力模型大为提高.     

平面含沙射流数值计算

本文阐述多相流动有滑移模型的概念和假设;构造了存在相间滑移和换热的平面水平含沙射流的封闭控制微分方程组;通过修改和扩充通用程序对该问题进行了数值分析,得到了合理的计算结果。     

细水雾灭火技术研究与进展

介绍细水雾的概念和灭火原理, 扼要说明了细水雾灭火技术与其他灭火技术的区别, 结合有关试验结果对其应用范围进行分析, 重点回顾了细水雾灭火技术在扑灭舰船动力机舱、燃气涡轮封闭室、军用战车和可燃液体储存间内等B类火灾, 住宅、船舱、公共空间、古建筑和图书馆内等A类火灾, 电子设备和计算机房内的C类火灾以及航空客舱和货舱内的火灾方面的应用. 同时介绍细水雾灭火技术新的应用领域—— 扑灭K类火灾和商用厨房火灾, 揭示细水雾灭火技术在某些场所应用的有效性和局限性.     

木块在小尺寸轰燃实验中的点燃及预测模型

利用小尺寸轰燃实验台对松木和杉木的点燃性能进行了研究。该实验台能够提供接近实际火灾的燃烧环境，实验具有较好的可重复性。在锥形量热计实验的基础上提出了一种新的材料热辐射引燃判据。采用实验测得的轰燃实验台上层热烟气温度的平均值，结合热辐射引燃判据计算了木材在轰燃实验台中的点燃情况。     

基于个体行为的人员疏散微观离散模型

紧急情况下的人员疏散研究可为减少人员受到的伤害提供必要的指导.提出了一个基于元胞自动机理论的人员行为微观离散模型, 该模型可以充分考虑人员个体行为特征, 认为人员在选择逃生路线时将受到一系列因素的制约, 包括人员对建筑物结构的熟悉程度、对紧急情况发展的了解程度以及周围人员之间的引力和斥力作用等. 该模型的着重点在于研究影响人员疏散效率各因素的单独及综合作用, 是从人员行为的角度出发考虑疏散问题. 针对火灾情况下的模拟研究表明, 可比较准确地预测紧急情况下的人员疏散现象.     

热学中非连续性现象的突变机理与分类: 折叠突变

非连续行为产生机理问题在火灾、燃烧、爆炸和传热等科学研究中有重要意义,这种非连续性行为与系统的非线所引起的突变,可依据突变理论所揭示的突变模式对热系统中的非连续现象进行等价分类。等温绝热条件下Ｓｅｍｅｎｏｖ系统的自行点火是系统折迭突变的结果。     

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．     

碳氢预混火焰有害物质生成反应动力学模型

分析碳氢燃料反应动力学机理分层结构. 充分吸收目前国际上有关先进成果, 提出了较为全面的碳氢燃料燃烧过程有害物质生成反应动力学模型, 并进行预混火焰结构的数值预测, 其中, C₁, C₂和C₃反应主要采用最新GRI-Mech 3.0机理; N化学过程主要采用DB(Dean和Bozzellis)亚机理; 多环芳香烃PAH生成主要采用Wang和Frenklach机理, 同时采用C₄化学和Howard亚机理对模型给予增强, 整个机理涉及121种物质和731个基元反应. 采用该机理, 模拟了负压和常压下二种预混火焰结构, 并与实验值进行比较, 结果表明, 该机理能够较好预测不同当量比、不同压力下的主产物、中间组分和自由基的生成, 描述各种燃烧有害物质的形成过程, 为碳氢预混火焰结构研究和有害物质生成提供了一个较为全面的反应动力学模型.     

分析湍流间歇性的双流体模型

本文阐述湍流的双流体模型,并用于计算湍流自由射流的间歇性.还研究了两种流体间的质量交换和摩擦作用对间歇性的影响.计算结果令人鼓舞.