火灾中温度升高对蛋白质构象影响的计算机模拟（I）

应用分子力学原理进行了温度对肽链构象影响的计算机模拟,模拟结果显示,火灾中环境温度升高对生物分子的结构和功能是一个很敏感的因素之一,天然生物分子因吸热而使自身构象发生异常变化,进而与特定构象紧密联系的生物活性丧失,发生变性,模拟结果对于从分子水平上揭示火灾对生物体的危害具有重要意义。     

高温下环状五肽构象的分子模拟

运用能量优化和随机动力学模拟了高温下环状五肽的构象,通过能量优化产生粗结构,实现了对此粗结构的随机动力学模拟。结果表明,对本文的研究对象,该模拟方法是高效合理的,该方法提供了一种生物分子结构和功能研究的新思路,模拟结果对从分子水平上揭示高温环境下生物分子的空间结构提供了理论依据,并可应用于生物分子结构和功能的研究中。     

基于GIS的建筑物地震次生火灾危险性模拟

地震次生火灾对人类的危害极大 ,192 3年日本关东大地震中 ,大火烧毁了 4 4 .7万栋房屋 ,烧死5 .6万余人。笔者计算了建筑物发生地震次生火灾概率的大小 ,并在此基础上对建筑物发生地震次生火灾的危险性进行了模拟。通过对基于GIS的建筑物地震次生火灾危险性模拟 ,为预防地震次生火灾的发生提供有力的依据 ,同时为地震次生火灾发生后进行应急救灾提供了有力的支持。     

高校图书馆火灾数值模拟与分析

运用火灾场模拟软件FDS对某高校图书馆的火灾场景进行全尺寸数值模拟,研究两种极端情况下图书馆发生火灾时火场内的烟气蔓延、温度分布及能见度的变化情况。模拟结果表明:图书馆发生火灾时影响人员逃生的主要因素为火场能见度,且冬天发生火灾比夏天危险性更大,当图书馆冬天发生火灾时烟气将更容易积聚于火源附近水平扩散速度较其他情况稍慢,由于烟气和其他有害物大量聚集对着火层及通过着火层逃生的人员将造成极大的伤害。在研究结果的基础上提出改进建议,为图书馆以后的管理及制定合理的消防火灾应急预案提供理论依据。     

PFC-APG-SA水成膜泡沫防治油液储运火灾实验研究*

为有效防治油液在储运过程中易发生火灾问题,针对油液储运火灾特点,研发1种PFC-APG-SA水成膜泡沫材料。基于发泡性能、表面张力、pH值和抗烧性能,对复配的8种水成膜泡沫液开展性能测试实验,优选出最佳配方。结合分子动力学模拟,探究复配表面活性剂在模拟体系界面中分子排布作用的微观机理。研究结果表明:新型水成膜泡沫液发泡倍数为9.5,泡沫形态稳固,表面张力为17.521 mN/m,抗烧时间约为784 s,用量小且可以有效抑制油液燃烧;在分子动力学模拟中,复配的表面活性剂分子在油表面排列更为紧密,与油之间的相互作用能绝对值为8 210.238 kJ/mol,相互作用强且结构稳定。研究结果可为水成膜泡沫在油液储运火灾防治中的应用提供一定参考。     

多层建筑火灾烟气运动和回燃的数值模拟研究

为了解多层建筑火灾的蔓延发展和烟气运动,应用大涡模拟(LES)方法对多层建筑火灾发生过程进行数值模拟分析,模拟不同工况下走廊和各楼层中火灾烟气运动和温度的变化情况.尤其针对内部含有竖井的多层建筑,考虑到烟囱效应对火灾发展和烟气蔓延的影响,分别设置自然排烟和机械排烟的实验工况,分析电梯间通风口在自然排烟和机械排烟状况下火灾的发展和烟气运动.通过分析温度和能见度数据,发现合理安排机械排烟能够争取更多人员逃生时间.对于多层建筑火灾中发生的回燃现象进行了原因分析.     

基于FLUENT的电梯井火灾烟气蔓延模拟分析

电梯作为高层建筑内输送乘客的重要交通设备,具有输送高速、高效的特点,在高层建筑火灾发生时,烟气蔓延快、疏散线路长,因此研究火灾发生时能否将电梯用于人员疏散,对保障火灾情况下高层建筑人员安全疏散,避免危险自救导致次生灾害有重要意义。本文通过FLUENT软件模拟火灾时烟气蔓延情况,研究外部火灾时井道内的烟气情况。结论表明,井道内无附加排烟设备的电梯,不适用于火灾疏散,研究还表明,利用FLUENT软件对电梯火灾进行模拟,其模拟结果具有实际参考价值。     

高校图书馆消防安全疏散数值分析

以国内某高校图书馆为实例,利用FDS和Pathfinder对该图书馆进行火灾及人员疏散全尺寸模拟。研究图书馆发生火灾时烟气扩散、温度分布及能见度对人员逃生的影响。主要方法为通过火灾模拟软件FDS模拟分析发生火灾时的可用安全疏散时间(ASET),并使用疏散模拟软件PathFinder计算所需安全疏散时间(RSET),进而判断图书馆目前管理状况是否满足火灾时的人员安全疏散需要。结论表明:该图书馆目前管理状况不能满足火灾条件下人员逃生的需要,而影响人员安全疏散的主要因素为烟气的扩散。在研究结果的基础上提出改进建议,为图书馆日后的管理及灭火救援提供理论依据。     

高校老宿舍楼火灾危险性模拟分析与对策

很多著名高校宿舍楼由于设计较早,消防措施存在缺陷.随着楼内用电器增多,室内装饰材料改变,火灾危险性增加.以建于上世纪30年代的武汉大学樱园宿舍为例,采用美国国家标准与技术研究院开发的大涡模拟软件FDS,对高校老宿舍楼火灾危险性进行研究.根据建筑布局,对3个典型火灾场景进行模拟,分析了不同区域发生火灾时的燃烧速度、温度、烟气分布情况.根据分析结果,发生火灾时最高温可达1 000℃以上,威胁到建筑结构稳定性;不同区域发生火灾时烟气扩散途径有较大区别,其中1区、2区发生火灾时楼内人员须立即疏散,3区发生火灾时其他区域人员无需立即疏散.     

地铁火灾应急疏散路线规划与对策

为有效控制地铁内灾难发生、避免重大伤亡和损失,预先对地铁火灾进行模拟并制定相应疏散方案是必要的。首先,通过大量地铁案例分析,得出火灾发生概率、类型和部位。其次,对研究对象的数据进行收集,测绘形成图纸,并建立模型。最后,以北京地铁西直门站为例,在确定火灾情景后,利用PyroSim模拟地铁火灾,分析火灾发生时地铁内的环境温度、烟气浓度及可见度等因素对疏散的影响;根据测量所得人员参数,利用Pathfinder模拟疏散情况,分析疏散过程中的时间点、拥挤度和疏散瓶颈等不利因素;在火灾和疏散结果对比和分析中,提出地铁火灾疏散路线的规划及对策,建立多套消防救援方案,分析合理的救援路线,并对地铁内部的应急防控能力提出建议。     

某校学生食堂火灾事故模拟

应用火灾模拟软件FDS(Fire Dynamics Simulator)建立某学生食堂的火灾事故模型,首先确定该食堂发生火灾时需要重点研究的区域,然后通过火灾模拟试验所得数据,分析烟气运动、温度的分布和能见度等因素对人员疏散的影响。结果表明,该模型能够有效模拟分析学生食堂火灾及人员逃生情况,且烟气层高度是决定疏散时间的主要因素。     

基于FDS的某居民楼火灾数值模拟及安全疏散研究

本文以某居民楼为主要研究对象,考虑其火灾特点,应用FDS软件,重点对居民楼火灾烟气变化进行模拟,结果显示:从火灾发生到人员撤离有201s的响应时间,正常状态下,足够楼内的人员疏散到安全地点;模拟发现火灾烟气能见度对人员疏散的影响要大于烟气温度和烟气中CO浓度对人员疏散的影响,整个过程中受到火灾影响最大的是其上层房间以及隔壁房间。     

某宾馆火灾烟气扩散及疏散模拟研究

利用计算机模拟技术,对宾馆火灾烟气扩散和人员疏散过程进行了计算模拟.首先基于客房的火灾可燃物分析,设定了火灾增长功率曲线.利用大涡火灾模型,计算了火灾发生后,起火房间、疏散通道及疏散出口内的影响人员疏散的温度、有毒气体浓度以及能见度发展趋势,给出火灾条件下可用安全疏散时间.通过精细网格人员疏散模拟,分析了人员所需安全疏散时间及安全疏散行为方式,研究表明人员可以安全疏散.该方法可作为宾馆火灾安全分析参考.     

分布式光纤测温系统在公路隧道火灾探测中 响应特性研究

随着交通运输的快速发展,公路隧道火灾监测与报警越来越重要。目前分布式光纤测温系统已被广泛应用到隧道火灾的监测中,外界风速和隧道断面对火灾监测有一定的影响。该文通过FDS数值模拟和全尺寸实验模拟不同高度的公路隧道发生火灾时,分布式光纤测温系统的报警响应情况。结果表明：在外界风力作用下,传感器的报警位置发生显著偏移;随着隧道高度的增加,分布式光纤感温火灾探测系统报警响应时间延长,可能会不报警。     

建筑物通道内火灾烟气运动的数值模拟

发生在各种长通道内的建筑火灾受到人们越来越多的关注.研究此类火灾烟气运动的特点,对于发展火灾烟气控制技术,减少烟气对人员的伤害具有重要的意义.应用场模拟方法,对有自然通风的建筑物通道内的火灾烟气运动进行了数值模拟.模拟得到的通道内烟气温度的分层分布与实验数据基本相符合,烟气对环境空气卷吸量的计算值也与已有经验关系式的结果相一致.利用数值模拟还研究了释热率对通道内火灾烟气运动的影响.结果表明,在有自然通风的条件下,释热率的增大对通道上层热烟气的温度和速度有较明显的影响,导致火灾的危害性变大.     

地下油料储存库火灾初期模式与安全性研究

使用模拟的地下油料储存库装置,对地下油料储存库火灾初期模式进行了实验研究.结合油料地下储存库火灾防治和安全性要求对实验结果进行了分析.结果表明,模拟油料地下储存库起火后,火灾初期模式与实验初始条件、边界条件和装置结构直接相关.在一定条件下,模拟油料地下储存库内出现爆燃向爆轰的转变;不同的环境条件下,火灾的模式不同;油料地下储存库内火灾的发展,油料的持续燃烧及发生燃烧的部位受通气条件和洞内复杂的烟气流向等条件控制.     

基于火灾动力学模拟的古建筑火灾探测器布置研究

为尽快发现和控制火灾,使古建筑的消防投资更经济有效,需进行试验研究。但古建筑不能进行现场试验,通过基于火灾动力学的场模拟软件FDS5.0,以山西圣母殿为例,建立物理模型,模拟火灾发生、发展过程,得出火灾烟气蔓延过程中浓度和温度随时间变化的不同分布。通过对模拟结果分析,对圣母殿中感烟和感温2种火灾探测器进行合理有效的布置,经过数据检验,在最短时间内报警系统有效报警。结果分析表明:不论着火点在建筑的什么位置,只要合理的设置和组合火灾探测设备,就能在第一时间发现火情。证明了软件模拟的方法对古建筑消防设施设置方式的可行性。     

娱乐场所火灾危险性预先分析

歌厅、舞厅、酒吧、网吧等公共娱乐场所存在火灾隐患多,火灾危险性大,火灾事故所占比例大且人员密集、不易疏散,一旦发生火灾将容易产生群死群伤.笔者采用美国国家技术研究院(NIST)开发的FDS(Fire Dynamic Simulator )软件,建立酒吧娱乐场所模型,对酒吧发生火灾进行全尺寸模拟.实现对其火灾危险性的预先分析.有利于寻找提高娱乐场所安全性的具体消防设计措施.     

基于CFD的核电厂防火安全评估方法研究

目前国内核电厂普遍采用确定论方法进行防火安全评估。采用CFD模型对核电厂某典型电气间火灾发生过程进行数值模拟研究。模拟火灾行为（火势增长和蔓延）、温度场变化、烟气浓度变化等,分析结果中温度对电缆和电气设备的失效判定、烟气层对电缆和电气设备的风险影响,研究该方法对于核电厂防火安全分析的指导作用。通过分析数值模拟数据,计算结果与二代机型确定论分析方法结果相符,有效验证了CFD火灾模型在核电厂防火安全评估中的适用性,为国内自主建立核电厂火灾数值模拟评价体系提供参考。     

电动汽车锂离子电池组火灾数值模拟研究

为了探究电动汽车火灾危险性，利用FDS软件建立锂离子电池火灾模型，并对电动汽车锂离子电池组火灾进行数值模拟研究，分析火灾过程中的热释放速率、烟气、能见度、温度、CO和CO2浓度变化规律。研究结果表明:电动汽车内锂离子电池组火灾发展迅速，其烟气、高温、CO等危害影响车内人员的安全；车辆内部锂离子电池组的数量决定其火灾危险性的大小，大电池容量电动汽车火灾风险较高；当电动大巴车后端电池组发生火灾时，人员后门逃离的安全性系数高于前门；电动汽车火灾可能发生蔓延，增大车辆密集型区域的消防安全难度。该模拟结果可为电动汽车消防提供参考。