有限尺度效应对森林火灾模型自组织临界性的影响

以经典森林火灾模型为基础,研究了有限尺度效应（finite-size effects）对平均火灾面积、火灾发生频率以及临界状态时的森林密度、森林形态等的影响.在森林尺度远大于森林相关长度的前提下,保持森林尺度L,点火概率f和种树概率p等参数不变,将森林等分成N×N个尺度为L/N的子块.通过将N的值从1逐渐增加、森林子块的尺度逐渐减小,模拟和分析了有限尺度效应.在森林子块尺度小于森林相关长度的条件下,发现了一类新的现象:单峰的有限尺度效应.提出“隔离性能” 的概念,用以表示火灾通过子块边界的难易程度,分析了隔离性能对有限尺度效应的抑制作用.研究“有限尺度效应”和“隔离性能”及两者间的定量关系可以对真实森林中防火隔离带的设置和森林火灾的防治起到一定的指导作用.     

城市火灾自组织临界性判断及大火灾损失极值分析

结合相关统计方法, 对城市火灾在空间尺度(损失规模)上及时间尺度上的分布特点进行了分析, 发现城市火灾在空间尺度上具有幂律分布特征, 而在时间尺度上具有指数分布特征. 根据自组织临界性的判断准则, 认为城市火灾并不具有严格的自组织临界性特征. 另外, 根据城市火灾空间尺度上的幂律分布特征, 运用极值统计方法, 建立了城市火灾发生概率与其规模尺度的相关性模型, 并以合肥市为案例进行了分析, 预测了合肥市未来重特大火灾可能的发生概率.     

森林火灾

引起森林火灾的原因很多,但归纳起来主要有三种：雷击火灾因雷击而引起的森林火灾夏季是雷电的多发季节,在对流旺盛的积雨云中,经常会出现电闪雷鸣的现象。据统计,每秒钟内地球上的电闪平均能达到100多次。在森林上空,电闪雷鸣更加频繁,竟是海洋上空的100倍。特别是线状闪电,它具有特别强大的电流强度,平均可达到几万安培,个别高达20万-30万安培。如此巨大的电流强度,一旦接触到高大的树木,常会发生雷击,而引起森林火灾。据统计：全球各地因雷电引起的森林火灾约占森林火灾总次数的10％,每年约2万次。人为引起的火灾这种火灾是…     

基于时间序列分析的火灾分析与预测

首先应用指数平滑法,以1997-2008年的火灾发生率数据为样本,预测2009-2015年的火灾发生率,其次对1997-2015年的数据进行时间序列分析,最后得出这19年的平均火灾发生率为15.063,且计算得出在2006年后火灾年发生率下降5.007.     

基于时间序列分析的火灾分析与预测

首先应用指数平滑法,以1997—2008年的火灾发生率数据为样本,预测2009—2015年的火灾发生率,其次对1997—2015年的数据进行时间序列分析,最后得出这19年的平均火灾发生率为15.063,且计算得出在2006年后火灾年发生率下降5.007。     

电网故障自组织临界性及其在应对极端天气中的应用

从我国中部省市电网运行记录中提取了日故障记录, 对故障时序的分析表明其有明显的长程相关性和幂律分布特性, 具有自组织临界性. 相关结论能合理解释被调查电网在2008年冰灾中故障大量爆发的现象. 由于电网跨越辽阔区域, 其安全稳定运行易受气候条件影响, 对故障原因的分析表明大气系统中降水现象的自组织临界性是被调查电网的故障具有自组织临界性的主导因素. 由于极端天气的频率和强度将随全球暖化而加强, 并对电力系统产生显著影响, 分析了全球暖化对电力系统的影响方式, 指出极端天气是全球暖化对电力系统影响的主要途径. 结合电网故障自组织临界性, 提出了增强电网对全球暖化适应性, 提高对极端天气事件抵御能力的方法.     

火灾条件下炭化材料热解过程的一种改进模型

提出了一种改进的描述炭化材料热解过程的模型,该模型的主要特点是;考虑了由表面温度的升高引起对流和辐射的热损失以及炭表面的收缩（shrinkage）,同时也允许采用任意级数的反应级数,利用本模型得到的结果与实验值非常吻合,另外,利用本模型计算了较大尺度条件下材料密度以及外加热辐射量对材料热解过程的影响,从而评估了这些因素对材料火灾危险的影响。     

基于区域模拟的火灾发展模型

将总辐射能量判据及以前工作中提出的木材点燃复合判据引入到室内火灾的区域模拟中, 通过计算可燃物在火灾发展过程中接受到的总辐射能量或表面温度变化确定各可燃物的点燃情况, 从而对火灾的发展过程进行定量的判断. 改进的火灾模型克服了以往模型在确定轰燃的发生时机械地应用热烟气层温度达到600℃或地板接受的热辐射强度达到20 kW/m²这一标准, 比传统的区域模拟更好地体现出不同可燃物对火灾发展过程的影响.     

建筑火灾模拟的区域-粒子模型

提出了一种新型的模拟火灾烟气运动和混合行为的模型. 该模型引入了一个标量函数来表征热烟气和冷空气的混合, 以此来提高温度和烟气浓度在垂直方向上的预测精度. 模型采用光滑粒子流体动力学方法(SPH), 通过重构粒子的速度, 求解粒子位置, 计算其在区域模型中各层的数量, 来获得标量函数的分布. 采用一个标准的实验建筑算例, 通过其与实验数据, CFD模拟数据和传统区域模型CFAST的比较, 验证了模型的合理性. 与传统的区域模型相比, 新模型的温度预测结果与实验数据和CFD模拟数据符合较好.     

公众聚集场所采用聚氨酯泡沫火灾危险性及预防措施的探讨

文章通过介绍聚氨酯泡沫的特点及其火灾危险性,分析火灾案例,指出公众聚集场所内部装修设计中存在的问题,对公众聚集场所加强其火灾危险性的研究,提高认识,改革工艺,开发阻燃、难燃性等方面进行了探讨.     

四点斜柱支承单层网壳稳定性研究

本文采用有限元方法,对太原市柴村高速公路收费站四点斜柱支承柱面网壳的稳定性进行了验算和研究.计算中,分别取网壳部分和整体结构作为计算模型,分析了不同支座位置对网壳临界荷载的影响,在计算中同时考虑了结构的几何和材料非线性效应.结果表明只有采用整体结构作为计算模型时,才能真实地反映结构的稳定性;斜柱和网壳的刚度比是影响结构稳定性的重要因素;同时考虑几何、物理双重非线性效应才能更深刻地揭示结构屈曲的机理.     

公共建筑火灾隐患定量分析

文章通过对火灾隐患整改通知书进行抽样分析,针对消防监督最广泛的对象之一的公共建筑,采用了层次分析的方法,对公共建筑消防安全关联因子进行权重计算,以此对火灾隐患进行定量分析.有助于科学合理地认定火灾隐患,从而克服消防监督执法的随意性,提高火灾隐患整改的经济合理性.     

火灾调查工作的职业危害分析

火灾调查职业的高危性,目前人们还没有引起高度重视.但是,事实上火灾调查人员因广泛接触到各类职业危害因素而导致急慢性职业中毒、身体损伤和心理疾病等.文章通过对火灾调查人员的职业特点、工作环境中的有毒物质等因素进行分析,对火灾调查人员的职业危害进行了综述,以期为火灾调查人员职业健康相关标准的制定与完善提供参考.     

公共建筑火灾隐患定量分析

文章通过对火灾隐患整改通知书进行抽样分析，针对消防监督最广泛的对象之一的公共建筑，采用了层次分析的方法，对公共建筑消防安全关联因子进行权重计算，以此对火灾隐患进行定量分析。有助于科学合理地认定火灾隐患，从而克服消防监督执法的随意性，提高火灾隐患整改的经济合理性。     

防火高招—节制燃烧

长期以来，传统观念认为森林之火百害无一利，必须严加防范。各国政府为此制定并采取了各种严密措施，但结果并不尽如人意，森林火灾仍随处发生，防不胜防。今年5月，在美国新墨西哥州班德利国家自然保护区及周边地区爆发了一场森林大火，这原本是一次计划中的、称为“有节制的燃烧”，但由于种种原因，最终酿成了一场灾难，至今让人心有余悸。这场大火肆虐横行，烧毁了周围近2万多公顷的土地，并殃及了附近洛斯阿拉莫斯城的大量人口。更为可怕的是，森林附近的洛斯阿拉莫国家核研究中心也因此受到严重威胁，美国政府最后不得不下令关闭中心…     

火灾科学

本文介绍了火灾科学的立论,火灾科学的理论框架技术结构及其研究现状,并对火灾科学的发展作了展望     

太阳耀斑预报研究进展

太阳耀斑是指发生在太阳表面局部区域中突然和大规模的能量释放过程.它是空间环境的主要扰动源,对地球空间环境造成很大影响.太阳耀斑预报是空间天气预报的重要组成部分,对其研究具有重要的实用价值和科学意义.现有的大部分太阳耀斑预报模型是从观测数据提取预报因子,利用各种统计和数据挖掘技术建立预报因子与耀斑发生之间的关系模型,利用建立的模型对未来时间的耀斑发生进行预报.在预报研究中,预报因子、预报方法和预报模型是3个主要研究领域.其中预报因子的选取和数据处理尤为重要,是建立预报模型的前期工作.预报因子主要采用太阳黑子、磁场参量和分形因子等.预报方法包括统计方法、机器学习方法和数据同化方法.统计方法在早期的耀斑预报建模中用的较多,随着数据挖掘技术的发展,越来越多的机器学习方法应用到预报模型中并取得了较好效果.而近期发展的数据同化方法有更好的模型修正能力.预报模型早期基本使用静态模型,后来发展起来的动态模型具有更强的优势;而自组织临界模型在物理方面给了耀斑发生更多的解释.本文分别从这3个方面总结了耀斑预报的研究进展,结合中国科学院国家天文台太阳活动预报中心的工作,评述了一些重要的研究成果.最后,对未来的研究方向进行了总结和展望.     

原初密度扰动与原初黑洞

在宇宙早期形成的黑洞被称为原初黑洞.原初黑洞反映了宇宙早期的结构,研究原初黑洞将加深我们对早期宇宙演化规律的理解.同时,将有关原初黑洞的理论计算结果和相关观测数据进行比较,可以有效地对相关理论模型加以限制.因此原初黑洞在理论和观测两方面都具有重要的研究价值.形成原初黑洞的机制有多种,本文将主要介绍大幅度密度扰动产生原初黑洞的机制."Carr-Hawking"塌缩模型被相关文献广泛采用.该塌缩模型认为原初黑洞的质量近似等于塌缩区域进入视界时的视界质量.但是,近年的数值计算结果表明临界塌缩模型更加合理可靠.在临界塌缩模型中,原初黑洞的质量应由临界质量关系给出.本文首先介绍大幅度密度扰动塌缩形成原初黑洞的一些基本概念:原初黑洞的形成条件、原初黑洞的质量、形成时间及其寿命等;然后介绍原初黑洞丰度的计算以及如何从暴涨模型的结果计算原初黑洞的丰度.     

修正表面张力系数的包膜气泡动力学模型

基于包膜造影剂气泡的实际应用, 在传统的三层模型基础上提出了一个修正的动力学模型来描绘包膜气泡的动力学行为. 通过衔接三层模型中包膜的两个边界条件, 得到一个两层模型并简化了方程的结构. 为了使动力平衡更加准确, 在建立边界条件时考虑了包膜质量, 并将包膜层厚度与气泡半径的关系具体化. 更为重要的是, 我们对绝大多数文献中的表面张力系数不变的假设进行了修正, 认为其随半径变化呈非线性变化, 且通过数值计算对表面张力系数修正带来的变化进行了讨论. 此外, 我们应用本文模型对实验得到的Optison及Sonozoid微气泡的动力学曲线进行了拟合, 并与其他经典模型的拟合结果进行了比较, 结论证明了本文模型具有很好的适用性.     

有机污染物在鱼体内临界浓度研究进展

临界浓度反映的是有机污染物对生物体的体内毒性效应,是评价有机污染物对水生生物毒性的一个重要指标,对水生环境风险评价具有重要的意义.本文根据目前国内外在该领域的研究现状和本课题组的研究成果,系统地总结了有机污染物在鱼体内临界浓度的计算方法,不同毒性作用模式下的临界浓度、生物富集因子与临界浓度的关系以及影响临界浓度的因素.目前研究结果表明,麻醉型化合物在鱼体内临界浓度在较窄一个范围内变化,趋近于常数,非极性麻醉型化合物的临界浓度要高于极性麻醉型,反应型化合物的临界浓度低于麻醉型化合物;有机污染物在鱼体内的临界浓度与生物富集过程密切相关;生物富集因子与疏水性的关系,生物有机体的大小、脂含量,化合物的暴露时间,代谢转化及毒性数据测定的准确性都会对临界浓度的测定或计算产生影响.