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．     

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.     

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．     

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．     

基于大涡模拟的某建筑火灾再现研究

将计算机数值模拟技术应用于火灾再现,采用FDS(Fire Dynamics Simulator)软件对一起建筑火灾事故进行再现研究.根据火灾现场勘查报告和现场照片建立了仿真模型,根据数值模拟得到的火势发展、温度变化和通风条件,分析了受火建筑各区域的燃烧程度.由分析结果与火灾现场勘查笔录比对的吻合程度,验证了模拟结果的合理性,从而旁证了起火点判断的合理度.     

国外建筑物火灾建模研究

本文简单介绍了国外建筑物火灾建模的发展情况,并重点介绍了区域火灾模型和计算机火灾模拟模型中的FDS模型的内容及其可视化软件Smokeview的功能特征。     

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．     

水平巷道火灾浮羽流及顶板射流积分模型

为研究矿井火灾火源区域烟流流动规律，以便对矿井火灾灾变风流的流动状态进行更详细地描述和计算机动态模拟，分析了矿井水平巷道火灾浮羽流的特性和顶板射流的形成原因，从基本物理定律和守恒方程出发，采用二维平面射流和动量积分分析方法，建立了水平巷道火灾浮羽流和顶板射流的数学模型。此模型经实验和计算检验修正后将作为矿井火灾区域模拟的理论基础。     

压型钢板-混凝土组合楼板温度场有限元模拟

采用有限元方法，对火灾下压型钢板-混凝土组合楼板的温度场进行了分析，得到了瞬态温度场分布云图及温度随啼间变化的曲线，并与试验结果进行比较，二者吻合较好．表明所建立的计算模型合理、模拟方法正确、可行；同时比较了两个不同仿真模型的计算结果，从而得出最佳计算模型，为计算火灾下构件温度场提供了实用的方法；对研究组合楼板抗火性能具有重要意义．     

不同风口型式前室加压送风系统性能模拟分析

利用多区域网络模型，在不同开门情况下，分别对常开风口和常风口前室加压送风系统性能进行了定量模拟分析，有助于深入了解系统运行特性，对于现有设计方法和规范内容将做有益补充，从长远发展看，网络烟控模型必将在建筑物火灾安全设计，消防教育和建筑火灾安全咨询服务领域担当重要角色。     

地铁车站出入口火灾烟气特性的模拟研究

利用木垛火模拟地铁火灾的演化过程，在地铁车站出入口的缩尺度模型中进行模拟实验。采用温度相对值，分析地铁火灾沿车站出入口烟气温度下降的规律及其影响因素。通过实验图像，对烟气分层所需条件以及区域模拟方法在地铁火灾烟气特性研究中的适用性进行了讨论。气体成分测量结果表明，出口处烟气中CO的质量分数存在阶梯状变化的规律。     

火灾烟气扩散数值模拟与控制研究

描述了高层建筑火灾危险性的特点和现实情况，分别介绍了目前国内外在建筑火灾烟气扩散领域的研究和成果，指出了需进一步改进的问题，并提出了采用分区模拟的手段来实现高层建筑火灾烟气扩散的计算机模拟。     

火灾引起的建筑物坍塌概率估算

为了研究不同防灭火安全措施下火灾引起的建筑结构整体坍塌的概率，对典型建筑物的火灾荷载进行了统计分析。利用建筑物火灾的规律及概率与统计理论，给出了典型建筑物的火灾荷载及火灾持续时间的概率分布函数。分析了由火灾引起建筑物坍塌的影响因素，并根据火灾统计结果，得到了写字楼在极端情况下由火灾引起的楼房坍塌概率与其耐火极限时间的关系，导出了一般建筑由于火灾引起的坍塌概率的简单估算方法。     

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.     

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.     

公路隧道火灾的模型试验与数值模拟分析

为研究公路隧道火灾烟气温度场的分布规律,提升公路隧道的火灾安全性,以相似理论为依据,结合某实际隧道工程实例,设计了一套隧道火灾模型实验装置。模型隧道横截面为0．88m×0．5m,长12m,隧道内的风速可在0～5m／s范围内调节。采用该试验装置,进行了火灾时隧道内温度场的纵向、横向分布规律以及温度场扩散范围的火灾模型试验。试验中设定了不同的通风风速来模拟实际的隧道火灾场景,隧道内烟流温度通过数据采集系统读取。用FDS火灾动力学模拟软件进行了数值模拟计算,总体来看数值模拟的结果与试验数据的吻合程度较好。并依据试验及数值模拟的结果对隧道火灾的控制、救援和人员疏散提出了一些建议。     

工业厂房煤气泄漏火灾的模拟研究

火灾模拟研究是现代火灾安全工程学研究的基础性方法。本文以工业厂房为研究对象,以火灾燃烧理论为基础,利用大型专业化计算流体力学软件FLUENT,对由煤气泄漏所引发的室内火灾发展过程进行了形象化数值模拟,得到火灾场景中不同物理量随时间的变化规律,为现实生活中火灾的防治和救援提供理论依据。本文的研究还在火灾安全教育、消防指挥、建筑性能化设计以及人员应急疏散等方面具有较强的应用价值。     

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.     

建筑结构火灾安全耦合模拟的多参数模型

为了研究木结构框架体系在火灾中的力学表现,同时考虑火灾发展、力学响应及其相互作用对结构安全的影响,提出了"耦合模拟杆件模型"。该模型根据现有的火灾模拟软件FDS(firedynamicssimulator)和结构分析软件AN-SYS的数据在内容和结构的特点,重建了数据模型和关联联系,并附加高温材料强度退化模块和强度验算模块。结果将成为实现模型自动调整,响应结构破坏和全过程连续自动控制的基础。建筑火灾全物理过程的模拟体系研究,有利于不可重复性系统的仿真和预测。     

火灾下门式钢刚架倒塌模式及影响因素

采用火灾下门式钢刚架结构足尺倒塌试验验证有限元模型(FEM),然后对门式钢刚架结构进行二维及三维模拟,并研究构件升温工况、柱脚刚性、跨高比、防火保护、截面温度梯度、荷载比、风荷载及次要构件等因素对火灾下门式钢刚架结构倒塌模式的影响,归纳出四种典型倒塌模式。结果表明:有限元模型能准确预测火灾下门式钢刚架结构的倒塌行为;构件升温工况、柱脚刚性、荷载比及次要构件对倒塌模式影响较大,而风荷载、防火保护、截面温度梯度及跨高比对倒塌模式影响较小。最后,归纳了不均匀火灾下门式钢刚架结构的倒塌规律。