基于Pathfinder的高校图书馆火灾疏散研究

目的 分析高校图书馆发生火灾时人员安全疏散状况,提出最佳应急疏散优化方案.方法 通过BIM模型轻量化技术,利用Pathfinder软件对沈阳建筑大学图书馆进行疏散仿真研究,模拟人员疏散情况,分析火灾时人员疏散行为特征、楼梯利用率及堵塞情况、疏散出口通过率以及人员安全疏散时间.结果 当发生火灾时,图书馆楼梯2利用率最高,...     

数值模拟与仿真在地铁火灾防灾减灾中的应用

以北京地铁火灾为典型对象,对地铁火灾的烟气流动规律与控制以及人员疏散进行了数值模拟分析,并将结果应用于地铁火灾应急预案的编制中.同时,采用虚拟现实技术,对应急预案及演练进行了动态仿真.阐述了数值模拟与仿真在地铁火灾防灾减灾中的重要作用,提出了基于数值模拟和仿真的地铁火灾应急预案性能化设计的新思想,对深化地铁火灾防灾减灾的研究有一定意义,为构建地铁火灾防灾减灾系统提供了必要的技术支持.     

火灾探测报警系统可靠性的Monte Carlo仿真

运用系统可靠性分析的相关理论，通过对火灾探测报警系统内部逻辑任务关东的分析，建立了火灾探测报警系统的可靠性模型。利用Monte Carlo系统仿真方法，对火灾探测报警系统失效时间进行抽样，模拟分析了系统可靠度和故障率随时间的变化规律，得到的可靠度和故障率曲线符合理论和工程实践。分析了误差产生原因，提出了减小误差的方法。     

超高层建筑施工中起火预测及火灾模拟与人员疏散

与对应情况下的人员疏散问题,以招平商务中心项目施工现场为例,采用神经网络对火灾的起火材料进行预测,通过火灾动力学模拟工具进行火灾模拟仿真,得到火灾烟气与温度的模拟数据,并在此基础上考虑恐慌和施工环境影响,对施工现场人员利用Pathfinder进行疏散研究。结果表明：该案例最可能的起火材料为保温材料,火灾时影响疏散的因素主要为温度与能见度,疏散者受恐慌情绪、火灾和施工环境影响后,疏散时间由324 s变为419 s。     

火灾作用下钢结构外伸式端板连接节点的热应力

为了研究钢结构在火灾中形成的热应力对节点受力性能的影响,以及热应力与总应力的比重关系,采用有限元软件ABAQUS对外伸式端板连接节点有限元模型进行温度场和热-力耦合模拟,得出热应力变形图和热-力耦合Mises应力云图,分析得出火灾中热应力占总应力的比重,以及火灾中钢节点跨中挠度的变化关系。结果表明:火灾作用下外伸式端板钢节点处热应力占总应力比重高达0.92以上,极大地削弱了结构在高温下的受力性能,此时钢节点破坏主因是热应力过大。火灾中框架的跨中挠度急剧增大,且在火灾持续到80 min时由于挠度过大而失效;常温模拟中钢梁却未发生失效,说明高温对钢结构受力极为不利。     

基于复杂热解和化学反应修正的电缆燃烧模拟研究

电缆燃烧仿真模拟对电缆燃烧特性可进行有效研究,从而获取电缆火灾蔓延、烟气发展等规律,对于电缆火灾防护具有重要意义.针对多层结构电力电缆难以准确燃烧模拟的问题,本文根据实际燃烧原理建立了固相热解与气相反应研究模型.首先,对不同的固相热解设置进行了模拟,分析了热解质量损失率的差异,模拟表明复杂热解更能反映真实电缆热解的变化...     

矿井火灾模拟解算软件开发研究

为了研究矿井火灾时期矿井通风系统的稳定性,在充分考虑影响火灾时期矿井通风系统稳定性的多个因素后,以Mfire3.0内核基础,综合可视化编程,以矿井通风网络结算原理为理论基础,研究并建立了火灾模拟风网解算模块,从而构建了矿井火灾模拟解算仿真模型,编制了火灾时期矿井通风系统解算软件。系统介绍了矿井火灾模拟解算软件系统的原理及特色,阐述了模拟矿井通风整体网络所需要的调研内容,展示了矿井火灾模拟解算软件系统的原理和过程。最后,以瓦尔登矿实验数据为基础进行模拟解算,模拟数据与试验数据基本吻合,验证了火灾通风网络解算软件的解算结果的可靠性。     

高层住宅安全疏散设计与优化

运用火灾模拟软件FDS(fire dynamic simulation)及人员疏散仿真软件Pathfinder对某高层住宅内人员遇火灾时的安全疏散进行研究,并基于火灾模拟结果及疏散模拟结果提出安全疏散措施及方案.研究结果表明:火灾发生时,通过关闭建筑内部的防火门可有效阻止着火房间烟气的蔓延,增大出口宽度可有效减少人员疏散时间,采用不同的楼梯电梯协同疏散方案会导致疏散时间的不同.因此,对高层住宅业主加强火灾安全教育,在火灾发生时采取合理的疏散方案可有效提升住户的逃生率.     

飞机客舱性能化防火设计方法研究

为研究飞机客舱防火性能,基于性能化防火设计理念,结合安全线和疏散时间模型,利用计算机模拟仿真技术,提出了飞机客舱性能化防火设计方法。以A380飞机客舱为例,利用火灾模拟软件FDS和疏散仿真软件Pathfinder结合建立仿真模型,运用提出的飞机客舱性能化防火设计方法分析了3级客舱布置下的火灾疏散情况,验证了该方法的可行性及合理性。研究结果表明:2号、3号及4号出口在火灾疏散过程中存在危险;基于此结果对客舱火灾疏散方案进行了优化,保证火灾疏散过程的安全。方法不仅可对现有各型飞机的防火性能进行评估,为优化客舱布局及人员疏散方案提供支持,还可为国产大型飞机客舱防火设计提供参考。     

桥面火灾条件下斜拉桥拉索及全桥结构的安全性能

针对日益受到关注的桥梁火灾风险问题,以一座大跨斜拉桥为研究对象,进行性能化抗火分析.首先进行火灾危险源分析,设置了3种桥面火灾场景;通过FDS模拟获得了不同场景下的火场温度,并与ISO834升温曲线进行比较;分别通过FDS火灾场和ISO834升温曲线得到了两种情况下的拉索温度,并结合屈服强度变化规律进行了拉索失效分析;最后对全桥安全性能进行了评估.结果表明:基于FDS模拟的火场温度总体上低于ISO834曲线温度,在最不利条件下最多可致3根拉索断裂;火灾对斜拉桥整体安全性能的影响有限,但会削弱桥梁的使用功能,应采取必要的防范措施以减小火灾损失.     

基于FDS模拟的大型会展中心主会议厅性能化防火设计研究

在分析大型会展中心主会议厅防火分区、防火分隔与安全疏散设计的基础之上,基于其消防性能化防火设计目标、火灾增长速率分析和性能化防火设计的条件,采用FDS模拟对大型会展中心主会议厅发生火灾时的温度、烟气蔓延特性进行模拟分析,模拟结果表明:在各消防设施有效动作的情况下,各设定火灾场景的人员可用疏散时间不小于1 200 s,大于720 s(12 min).在自动喷水灭火系统或排烟系统失效的情况下,人员可用疏散时间亦不低于1 076 s,大于720 s(12 min).在自动灭火系统和机械排烟系统均有效或者失效时,烟气均不会蔓延出会议厅而对其它区域的人员疏散造成影响.     

火灾数值模拟在地下通道中的应用

采用大涡场模拟软件FDS version 3进行数值模拟,对地下通道火灾情况进行模拟,在机械通风条件模拟工况下时建立了仿真模型,并进行数值模拟计算。通过数据分析显示,利用FDS对地下通道火灾进行数值分析计算是可行的,可较好掌握烟气、温度和能见度随时间的发生、发展规律。     

突发火灾环境的群体疏散问题研究综述

为了解突发火灾环境的群体疏散问题研究进展,从群体疏散的模型、路径规划问题优化算法、仿真软件研究进行综述,结合火灾环境下群体疏散的特点,总结现有疏散问题的研究方法和成果,展望该领域的研究趋势。研究表明:现有疏散模型主要集中在多种模型和思想融合的研究,对火灾蔓延过程和疏散过程相结合较少;疏散路径问题的求解方面,考虑动态火灾环境下路径规划研究不足;疏散软件方面的研究主要通过国外仿真软件模拟火灾环境下的疏散,缺乏开发适合我国的疏散软件。研究趋势是构建充分考虑疏散者行为和心理、建筑物结构、火灾环境的疏散模型,路径规划算法改进与创新、疏散路径的动态优化。     

基于FDS的办公楼火灾数值模拟分析

针对烟气在多层建筑中的蔓延情况进行研究。利用 FDS软件,对某三层办公楼进行火灾数值模拟。依据最不利原则,针对自然排烟时单室开窗和不开窗两种情况,各设置三个火源位置在不同楼层的工况进行模拟与分析,对着火房间和走廊的温度以及二氧化碳、一氧化碳和氧气浓度等多个方面进行观测,与人能承受的“忍耐值”进行比较,提出最佳逃生的安全时间和保证人员安全的疏散路径。     

高校宿舍走廊火灾烟气运动的数值模拟

建立了一个简化的高校宿舍走廊模型,采用美国国家标准和技术研究院(NIST)开发的FDS模拟软件对宿舍进行火灾模拟,得出了烟气温度、一氧化碳浓度以及能见度等在走廊的变化规律:当火源热释放速率为1 500 kW时,走廊内高度越高,烟气温度和CO浓度(体积分数)越高,可见度越低;着火房间近端和靠近走廊尽头的隔墙处的危险性要大于走廊的中段处。研究结果可为高校宿舍火灾烟气的有效控制、人员疏散、火灾扑救提供理论依据。     

铝制包装箱搬运过程跌落分析

针对某铝制包装箱,对其进行跌落仿真分析,研究其跌落过程中的应力与变形。本文采用ANSYS/LS-DYNA对其进行弹塑性条件下的跌落模拟分析,采用应力失效与应变失效相结合的方法进行安全评定,证明该产品结构满足设计要求。     

建筑火灾安全模拟与分析集成仿真系统

运用火灾科学、结构工程、人工智能以及计算机仿真与图形学等多个学科领域的知识,基于火灾数值模拟和结构有限元分析以及人员疏散的基本原理,以火灾安全模拟系统核心数据库为数据引擎,基于中间层结构的组件式架构建立了建筑火灾模拟与结构安全分析一体化的综合系统--BFireSAS系统.该系统将火灾模拟、结构分析和人员疏散模拟综合为一体,可以模拟建筑火灾中火场状况与空间结构体系的相互作用,火灾变化与人员疏散之间的相互关系.     

全高强钢端板节点火灾后性能试验

为了解Q690高强钢端板节点火灾后的受力性能和失效机理,对2个过火550℃冷却后的Q690高强钢端板节点进行足尺模型试验研究,并将试验结果与常温下高强钢端板节点试验的结果、采用欧洲规范EC3计算的结果进行对比.研究结果表明:节点火灾后的失效模式为端板和螺栓组合破坏;高强钢端板节点火灾后仍具有良好的转动能力;EC3中用于普通钢端板节点承载能力计算和失效模式预测的组件法可直接用于计算和预测高强钢端板节点火灾后的承载能力和失效模式,但转动刚度的计算公式并不适用;过火550°C后冷却至常温,节点可恢复常温下90%以上的承载力.最后,给出判断高强钢节点火灾后失效模式的计算公式.     

墙角火灾环境下钢构件温度分布及响应行为的实验研究

利用ISO9705标准火灾实验系统，模拟墙角火灾环境，以薄壁方管钢梁为研究对象，对钢构件在热、力耦合作用下的行为进行实验研究。对火灾的热释放速率与室内温度场，钢构件及其表面气体的温度、构件在火灾作用下的挠度进行测量，分析真实火灾下钢构件温升及温度分布的特点与火灾发展对构件挠度的影响。研究结果表明钢构件在长向上存在着很大的温差，而构件的挠度变化也并不对称，这说明以往研究中往往假设钢构件在长向上温度一致并不恰当，这种非均匀温度场对构件的行为有着重要影响，它使得构件高温区部分更易发生局部屈服而失效，在相同规模的     

通风对学生宿舍火灾影响数值分析

为研究通风对高校宿舍火灾的影响,采用NIST公布的大涡模拟程序,对典型高校宿舍火灾进行了数值模拟,并对门上方有无通风口时的高位燃烧和低位燃烧进行了分析。结果表明通风口可以促使火灾更加猛烈的发展,室内热释放速率增大、温度增高。在烟气层高度缓慢下降阶段,门上方通风口可以排除一部分烟气,烟气层高度相对较高。虽然低位燃烧的火灾发展速率滞后于高位燃烧,但两种情况下的烟气层高度下降时刻是一致的。