利用神经网络预测域市震后火灾损失

城市遭受地震袭击后伴随大火而引起房屋烧毁与财产损失是巨大的．这与地震烈度、火源发生与蔓延、灭火能力有关．文中利用人工智能神经网络方法预测震后火灾损失；根据美国北加州湾区和南加州洛杉矶地区的有关历史资料，训练种经网络对某些地震烈度的火灾损失作出预测．该方法能迅速、准确地预测未来指定烈度与气候条件下的火灾损失．对其它自然灾害，在一定条件下也可应用．     

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。     

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.     

深圳地铁车站通风与火灾的仿真模拟及现场测试

地铁环境控制通风系统的任务是在正常运行期间为地铁乘客提供舒适的环境,以及在紧急情况下能够迅速疏散乘客并尽可能减少损失．不同城市的气候条件、室外温湿度差异很大,因此选用何种环控方案,应根据客观条件、工程造价、运行效果等方面综合分析．为此,结合深圳地铁一号线的设计情况,建立了地铁车站的物理模型和数学模型,根据设计条件和实验情况确定物理模型的边界条件,分别对地铁车站正常工况和火灾工况进行了模拟分析与现场测试,并将模拟结果与实测结果进行了对比分析,验证了CFD模拟的可行性和正确性．     

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.     

火灾下钢梁温度场模拟及实验验证

对钢结构进行抗火设计时,需要对钢构件进行温升计算.对于重型钢构件或构件不均匀受火作用以及构件表面保护层不同时,其截面温度分布很不均匀,温差将对构件截面内的应力场产生很大影响,因而也就影响到构件和这个结构在火灾下的反应.由于构件截面边界形状复杂,且火灾升温函数任意     

基于FDS模拟的充气膜结构火灾温度场特性研究

充气膜结构是近些年发展起来的新型大空间结构,得到了广泛地应用。但在防火方面的研究缺相当缺乏。本文基于火灾燃烧模型理论,利用计算流体动力学软件FDS对典型充气膜结构的火灾温度场的分布特性进行了研究,重点分析了单一火源在不同位置的膜面温度场分布。数值模拟结果表明,距离膜面较远的火源条件下,其空间纵向温度分布较均匀,而环向温度分布梯度却比较悬殊;距离膜面较近的火源条件下,纵向和环向温度分布梯度都相对较小,温度相对较为均匀。本文的研究可为人员安全疏散和进一步的结构力学性能研究提供参考依据。     

中庭类建筑火灾烟气流动的数值模拟

火灾场景烟气流动与控制数值模拟是性能化消防设计的关键。借助Fluent软件,考虑烟气产生量、烟气排放量两因素,设计两种中庭类建筑火灾场景,并建立数值模型。模型边界条件为:环境温度20℃,排烟口速度分别为15.741、11.111 m/s,补风口速度1.107 m/s。模拟结果表明:在火灾发生300、900 s时,两种场景在6 m处的温度场小于60℃,CO质量分数小于0.15%;900 s时烟层沉降高度分别为14.0和11.5 m,三者均符合性能化评定标准。该研究对中庭烟气控制系统的工程设计具有实用价值。     

基于GIS的地震火灾动态蔓延模拟

用惠更斯原理对震后火灾的动态蔓延过程进行了模拟,并开发了基于GIS的城市地震次生火灾动态蔓延模拟系统,该系统可以模拟单个 或者多个起火点的动态蔓延过程。研究结果可以定量地估计地震次生火灾对城市的危害,从而在最短时间内给救灾应急提供决策依据。     

考虑材料劣变过程的桥梁地震易损性分析

建立了一套基于概率和非线性有限元的桥梁结构地震性能演变分析方法,分析了材料劣变过程;且结合人工神经网络(ANN)与蒙特卡罗(MC)方法,建立了结构随机能力模型;在能力模型的基础上,通过增量动力分析(IDA),建立了考虑材料劣变过程的需求模型,从而形成地震易损性曲线;并以一座斜拉桥的主塔为例,利用所建立的方法研究了随着服役年限增加结构易损性的变化规律.研究成果可为桥梁的全寿命设计、既有桥梁的运营以及地震风险评估等提供理论依据.     

车门实际关闭工况的密封条隔声性能仿真

针对车门密封条隔声的研究主要集中于二维截面单一工况的垂向压缩,很少考虑车门关闭过程中所受切向力影响的问题,以某挖掘机车门系统的实际关闭工况为边界条件开展了研究,同时提出弯曲段与直线段密封条的三维模型,并由此获取了密封条在不同压缩率下的变形特性,包括车门闭合时密封条同时产生的垂向压缩与切向滑移特性,部分位置出现的扭曲特性,以及完全压缩状态下的密封条内表面接触隔断出新的声腔等。基于密封条三维模型的预应力模态、利用模态叠加法计算了混响室-消声室下的密封条的隔声量,结果表明:随密封条压缩率的增加,隔声性能提升但增速逐渐减缓;隔声性能因新声腔的形成而显著提升;车门与密封条之间的细小缝隙会大幅削弱密封条的隔声性能。该结果对车门密封间隙的设计以及密封条的截面形状、压缩负荷研究具有指导意义。     

考虑库底吸收作用时挡水坝的抗震分析

本文基于分区加权余量法的思想,提出了一种配点-伽辽金混合方案研究考虑库底吸收作用时挡水坝的地震反应.分析中计及了库水和地基的动力相互作用效应,所建议的方法在水平或竖向地震作用下,对于垂直和倾斜坝面,可压缩和不可压缩水体,完全反射和部分吸收的库底条件,均可以采用统一的计算格式,并具有较高的计算效率.文中还通过所举算例,讨论了地基柔性、水体可压缩性和库底吸收作用等对水坝地震反应的影响.     

考虑土-结构相互作用体系地震反应谱分析

考虑相互作用体系地震分析中,人工边界的施加是一个关键问题.重点介绍了黏-弹性边界在SAP2000的实现方法.以一个框架为例计算了不同场地土-结构相互作用体系的周期变化,并基于设计反应谱计算了考虑/不考虑相互作用的地震总作用力和上部结构顶层最大位移.当考虑相互作用后,尤其是软土,上部结构的周期、地震作用力、顶层最大位移有较大变化.     

双向地震动下单层偏心体系基于IDA的地震易损性分析

考虑实际地震动的多维性以及偏心引起结构多分量反应的耦合作用,建立了屈服准则符合二维屈服函数三自由度的单层偏心体系模型。选取了24组双向地震动记录作为水平激励进行增量动力分析。以地震峰值加速度为地震强度参数,分别以x分量的延性系数μ和扭转分量的最大扭转角θ为抗震性能参数建立平动能力曲线和扭转能力曲线。分析了偏心率e/r、频率比Ω_θ和场地类别等对两种能力曲线的影响。结果表明:e/r和Ω_θ对单层偏心体系平动反应的影响可忽略不计,但对扭转反应的影响明显。失效指标相同的前提下,场地土越硬,相同地震强度下的单层偏心体系抗震失效的概率越低。     

考虑瞬态热应变的钢筋混凝土板火灾反应分析

基于非线性温度场理论,编制了钢筋混凝土构件的温度场分析程序;通过对不同温度-应力途径试件力学行为的对比分析,说明了瞬态热应变的重要性,并提出双轴受压状态下瞬态热应变计算模型和瞬态模量的概念;根据大挠度板单元和热弹塑性本构模型,建立了钢筋混凝土双向板的有限元计算模型,对3块钢筋混凝土双向板的火灾行为进行数值模拟,分析了瞬态热应变和膨胀应变对其火灾行为的影响.计算结果表明,计算模型结果与试验结果吻合较好,验证了瞬态热应变模型的有效性,参数分析得出膨胀应变和瞬态热应变对钢筋混凝土双向板的火灾行为有重要影响.     

汶川地震的破裂过程分析及数值模拟

该文对汶川大地震的破裂过程进行了分析,建立了简化的数学模型,并应用有限元方法对该模型进行了数值求解,计算结果与实际情况相符。     

海原特大地震红土川滑坡拟静电强度折减法模拟分析

为研究黄土物理力学参数对滑坡稳定性的影响,通过拟静力强度折减的方法进行红土川滑坡的模拟分析,研究了地震动输入及岩土体强度指标:黏聚力、内摩擦角对黄土-泥岩的二元结构滑坡的影响。结果表明:在地震输入为0. 70g时,接近边坡的极限状态,稳定性系数为1. 01。在此地震输入下,当黄土黏聚力为21 k Pa、内摩擦角为28°时,其稳定性系数为1. 00,可见在黄土物理力学参数相似的红土川地区,0. 70g可作为该地区参考的地震输入。并且将红土川滑坡所在区域划归成Ⅸ度区时,相对较稳定;而划归成Ⅹ度区时,稳定性系数小于1。鉴于此处已形成滑坡,则划归为Ⅹ度区更加合理。可为减轻黄土地区滑坡灾害提供基础资料与参考。     

地铁车站火灾疏散仿真分析

为了研究地铁车站的火灾疏散情况,首先探讨了影响人群疏散的一些因素,包括温度、毒害气体和能见度;并通过安全疏散演练实验,得到了人群在紧急状况下撤离火灾车厢的时间及B型地铁列车的车门通过能力,针对安全疏散时间进行了探讨。接着利用元胞自动机理论创建了地铁车站火灾疏散仿真模型;并分析了疏散人数、出口数量、出口宽度对疏散时间的影响,得出了出口数量的增加与出口宽度的加大有助于缩短疏散时间、在起火列车进站前应先疏散站台乘客等结论。