建筑火灾场模拟计算中的求解区域的确定——建筑防火性能化设计的若干问题探讨

建筑火灾的计算机模拟是建筑防火性能化设计的重要组成部分，场模拟是建筑火灾计算机模拟的主要方法之一。在建筑火灾计算机模拟过程中求解区域的取法将直接影响计算结果的合理性，求解区域的选择涉及边界条件的处理，本文通过对求解区域选取的举例说明和探讨，以求科学地认识和理解其在火灾计算机模拟过程中的重要性。     

基于FDS的木成涧煤矿井下火灾数值模拟

针对矿井火灾逃生困难的问题,本文以木成涧煤矿矿井为背景,利用FDS软件建立其通风系统的三维模型,通过在巷道安装探测器来检测温度分布和烟雾浓度的方法来检测火灾情况下烟气的蔓延、能见度以及火灾温度的分布,通过对FDS模拟结果进行分析,得到了烟气、能见度、温度随时间的变化规律,确定火灾对人员逃生的主要影响因素,为矿井火灾时人员逃生提供参考依据。     

金川公司二矿区矿井火灾救灾决策支持系统研究

井下属于受限空间,一旦发生火灾,避灾和救护都比较困难。发生矿井火灾时,火灾参数不易测定,但在制定火灾应急救援预案时,则是必须考虑的问题,因此,数值模拟就成为一种分析矿井火灾的有力工具。笔者利用地下工程火灾理论,从流体网络的角度给出了污染范围的确定及最佳避灾路线的数学模型;从实用的角度出发,根据金川公司二矿区的具体情况,构建了金川公司二矿区矿井火灾救灾决策支持系统;可为火灾时期火情预测、避灾、救灾及制定火灾应急救援预案提供支持。     

火灾及烟气计算机模拟模型综述

近年来,火灾及烟气运动的计算机模拟模型得到了广泛的发展,已经得到广泛应用.计算机模型的广泛应用得益于在过去十年中火灾理论研究和试验所得到的火灾基础数据库,以及计算机硬件的发展使得更为复杂的计算方法得到应用.计算机模拟的应用也推动了建筑规范从"处方式"向性能化规范发展.本文对火灾及烟气计算机模拟模型的基本原理进行了介绍,着重介绍了在我国应用广泛的场模拟模型FDS,并结合笔者使用过的模型进行了对比研究.     

我国矿井环境模拟和控制技术的研究进展

计算机技术的迅速发展,极大地推动了矿井动态通风系统定量分析的研究。本文介绍了我国近年来在矿井火灾时期井下状态模拟和最优控制方面应用新技术获得的进展,并对各种定性及定量分析方法进行比较和评价。文中对建立矿井火灾时期救灾决策系统的研究方向提出了建议,以便能尽快的为矿井灾变时期的救灾指挥决策的实际应用服务。     

矿井系统下行风流火灾实验与TF1M3D平台仿真研究

为直观反映矿井下行风流火灾时期风流紊乱现象，深入研究风流紊乱、火灾烟流扩散规律，搭建管道实验平台进行矿井下行风流火灾实验，应用TF1M3D软件对真实矿井火灾进行模拟仿真。结果表明:矿井发生下行风流火灾时，在火区热阻力和火风压作用下，主干风路风流发生衰减甚至逆流现象，主干风路风量达到极值的时间滞后于火源强度达到最大值的时间；模拟结果显示223上山风流随通风机能力增强，发生风流紊乱现象更明显；在火灾主干风路风流未发生逆退的情况下，223上山和-380副巷仍会发生风流逆转现象；通风机能力越强，主干风路风流克服火源作用、保持原状态的能力越强。     

大空间火灾烟气流动的动态显示研究

讨论了火灾烟气流动过程的计算机动态模拟方法。利用Ｄｅｌｐｈｉ可视化编程工具,建立了一个融区域模拟计算和计算机动态显示于一体的火灾发展的模拟软件,并以中国科技大学的大空间建筑火灾实验厅为对象,对典型火灾羽流及烟气层的发展过程进行了动态显示。     

矿井火灾风险指数评价法

矿井火灾风险评价是为了确定矿井火灾风险,以便制定针对性的矿井火灾防治措施.本文通过分析矿井火灾影响因素,建立了用可燃物、引火源、助燃剂和环境表示的矿井内某地点火灾可能性的评价指标,提出了火灾可能性分值与一般人们公认的事故发生频率的关系;在假设被超过人员致死浓度或致死温度烟流污染的井巷为危险井巷的条件下,建立了矿井某地点火灾死亡人数模型;将死亡人数作为火灾严重性评价指标,给出了用火灾发生频率和死亡人数乘积表示的某地点火灾风险指数;井巷火灾风险指数等于该井巷内所有地点火灾风险指数之和,矿井火灾风险指数等于矿井内所有井巷火灾风险指数之和.本文建立的矿井火灾风险指数评价法是一种定量风险评价方法,应用该方法评价矿井火灾风险,不仅可以给出矿井的火灾风险指数值,用于比较不同矿井的火灾风险,还可以明确矿井发生一次死亡人数不同的火灾频率.     

区域模拟与巷道火灾一维烟流流动模拟耦合方法初探

针对目前网络模拟中对巷道火灾火源区域描述过于简单的问题 ,笔者提出了区域模拟与网络模拟相结合的方法 ,在理论上分析了二者耦合的可行性 ,并重点对火源部分的温度模拟结合进行了分析 ,从而为提高巷道火灾网络模拟的准确性和进一步完善巷道火灾计算机模拟提出了一种新思路。     

计算机模拟与可视化技术在火灾科学研究中的应用

随着信息技术的不断发展,计算机模拟和可视化技术在火灾科学研究的各个方面都得到了广泛的应用,该文系统介绍了计算机模拟和可视化技术在当前火灾安全技术层面的一些重要的应用和需要解决的一些问题。     

矿井外因火灾计算机控制及有待解决的若干问题

针对矿井外因火灾,评价了计算机技术在矿井火灾防治应用中的研究现状,阐述了发展矿井火灾计算机控制技术的重要意义及其应用前景。同时,指出了进一步发展矿井火灾计算机控制技术中有待解决的问题     

采场调压数学模型在煤矿火区治理中的应用

采场调压可改变采场内气体流动的状况,抑制采空区自然发火。笔者采用Ｗａｒｄ 非线性运动方程,建立采场调压数学模型,利用有限元法对其进行求解。通过对小恒山煤矿东正巷出口的调压进行计算机模拟,从而掌握火区内部参数的变化趋势,及时预测调压潜力及效果,指导调压措施的进一步实施。     

煤矿火灾烟气流动传播过程仿真研究

煤矿发生火灾后会生成大量有毒气体并产生火风压,烟气在火灾动力的影响下出现状态紊乱,研究煤矿火灾烟气流动传播过程对控制火情有着重要意义。基于国内外研究现状,对燃烧及风流特点进行分析,建立了煤矿火灾烟气流动数学模型,并利用CFD软件进行仿真。研究表明:无通风工况下的烟气为对称流动;随着风速增加,出口处温度降低,烟气向风流入口处的流速减小。     

矿井火区启封安全性分析及判别准则

矿井火区启封时火区状态判断失误会导致火区复燃或火区内瓦斯爆炸。为此,本文在分析矿井火区启封的安全性的基础上,从气体信息采集和火区燃烧状态的判断技术两方面,提出了相关准则。气体信息采集准则含气样代表火区状态真实性、提高气样代表火区大气状态的真实性、正确的气样采集方法十六项内容,主要论及钻孔取样、孔内测压、火区气体采样地点、倾斜巷道密闭取样、取样地点对气样准确度的影响、气样采集时间、采集钻孔封堵、混合气样分段采集方法、取样时间间隔、气样分析方式等。火区燃烧状态的判断技术准则含十二项内容,主要论及不同火区气体浓度条件和环境条件下正确判断火区燃烧状态技术。准则可为矿井火区治理中正确分析判断火区状态和启封条件提供参考。     

大空间建筑烟气填充研究方法的对比

为了对大空间建筑烟气填充研究方法进行对比分析。以一个废弃的大空间仓库为研究对象,采用了全尺寸火灾实验、计算机数值模拟和理论分析相互应用验证的研究方法,研究理论及数值模拟两种火灾烟气层高度的描述方法的准确性。结果表明当采用t2火模型时,在与现实的吻合程度方面,数值模拟〉Zukoski理论模型〉Yamana-Tanaka理论模型;随着火灾的不断发展,相对误差逐渐增大。通过对比分析发现,全尺寸实验、理论模型和数值模拟三种方法相互验证可以更好地保证研究的准确性;总结得到了两种与现实较吻合的描述烟气层高度的理论方法,并且提出减小误差应注意的几点事项,包括尽可能提高火源热释放速率、烟气层温度描述的准确性;不考虑火源热量通过建筑边界结构散失等。     

Numerical and experimental study on flame spread over conveyor belts in a large-scale tunnel

Conveyor belt fires in an underground mine pose a serious life threat to the miners. This paper presents numerical and experimental results characterizing a conveyor belt fire in a large-scale tunnel. A computational fluid dynamics (CFD) model was developed to simulate the flame spread over the conveyor belt in a mine entry. Thermogravimetric analysis (TGA) tests were conducted for the conveyor belt and results were used to estimate the kinetic properties for modeling the pyrolysis process of the conveyor belt burning. The CFD model was calibrated using results from the large-scale conveyor belt fire experiments. The comparison between simulation and test results shows that the CFD model is able to capture the major features of the flame spread over the conveyor belt. The predicted maximum heat release rate, and maximum smoke temperature are in good agreement with the large-scale tunnel fire test results. The calibrated CFD model can be used to predict the flame spread over a conveyor belt in a mine entry under different physical conditions and ventilation parameters to aid in the design of improved fire detection and suppression systems, mine rescue, and mine emergency planning.     

基于计算机图形技术的林火蔓延模型

目前用于模拟林火蔓延的模型主要是相邻单元模型和波传播模型,他们的优缺点具有明显的互补性.本文基于计算机图形技术,考虑已有模型的优点,设计了一个新的蔓延模型.本文介绍了新模型的设计方案与实现方法,以及影射变换,拓扑关系的解决方案.研究了它们的优缺点以及火线的失真等问题.通过理论分析和案例研究,新模型大大改进了林火蔓延的计算机模拟过程,因此本模型可不受地理环境和火行为复杂性的限制,提供林火发展的实时全景图象.