基于CFD的公路隧道火灾烟气分布规律研究

采用CFD数值模拟方法,建立隧道火灾模型,研究不同纵向通风风速和火源功率对隧道内火灾临界风速和烟气分布的影响。结果表明：烟流滚退距离受火源功率和通风风速影响,5、30、50 MW火源功率的临界风速分别为2.0、2.2、2.2 m/s;同一火源功率下,拱顶最高温度随着通风风速的增大,呈现出指数函数的下降趋势;同一通风风速下,拱顶最高温度随着火源功率的增大呈现正向线性关系,并且随着通风风速的增大,拱顶最高温度随功率增大的速度逐渐降低;不同火源功率及不同通风风速下,火源上风侧CO浓度均低于安全浓度（体积分数0.002 4%）,火源下风侧远高于安全浓度。故若隧道发生火灾,应启动排烟风机并使隧道内的风速高于2.0 m/s,且在火源上风侧开展救援及逃生。     

隧道受限火灾合理纵向通风风速范围研究*

为探究公路隧道不同受限程度火灾的适宜纵向通风风速,基于FDS模拟分析5种纵向通风速度下不同近壁距离火源顶棚下方烟气最高温度的分布特性、烟羽流倾角及烟气分层状况,提出合理纵向通风风速范围。研究结果表明:在隧道中心线上近火源下游,顶棚下方的最高温度沿纵向均呈指数衰减。不同贴壁距离和纵向通风风速下,均出现烟气分岔流动,随着贴壁距离减小羽流撞击处温升、火羽流偏移角显著增加。当风速小于1.6 m/s时,火源上游出现大量高温烟气回流;而当风速超过2.4 m/s时,分岔流动现象越明显,各偏移角变小,火源下游逐渐后移的烟气层严重失稳。因此,不同受限程度下火灾合理纵向风速为1.6~2.4 m/s。     

横通道通风对隧道火灾烟气蔓延影响的数值模拟研究

为探究隧道横通道通风对隧道火灾烟气蔓延的影响规律,使用火灾动力学模拟软件FDS,对不同火源位置的横通道临界风速、主隧道温度分布以及烟气层高度进行研究。研究结果表明：在一定火源功率范围内,隧道横通道临界风速与火源功率的1/3次方成正比且火源距横通道越远,临界风速越小;当火源位于交叉口,横通道使用临界风速通风时,隧道内烟气温度明显降低,烟气迅速沉降到2 m以下;当火源距离交叉口10,20 m,横通道通风会加快火源下游烟气沉降,烟气沉降速度随横通道通风速率的增大而增大;当火源位于交叉口时,烟气沉降由横通道通风对烟气的降温作用和涡旋作用共同主导,当火源位于距离交叉口10,20 m时,烟气沉降主要由涡旋作用主导。     

不同隧道坡度与车厢火灾位置情况下烟气蔓延特性研究*

为研究含坡度隧道不同火源位置情况下车厢火灾烟气蔓延特性,采用CFD数值模拟方法,建立全尺寸地铁隧道与列车数值模型,研究车厢不同火源位置情况下火灾烟气纵向温度分布规律,探讨倾斜隧道车厢火源位置对烟气蔓延的影响。研究结果表明:当火灾烟气蔓延处于纵向通风惯性力与热浮力竞争作用控制阶段时,火源位于车厢上游方向时火灾烟气向车厢方向蔓延距离小于火源位于车厢下游方向情况,且随坡度增大,火源位于车厢上游方向烟气逆流长度不断减小,位于下游方向烟气逆流长度不断增大;当纵向通风风速达到2 m/s时,火源位于车厢上下游方向2种情况下,列车车厢方向均无烟气蔓延（逆流长度为0）,此时火灾烟气蔓延将主要由纵向通风控制,隧道坡度无显著影响。     

特长公路隧道火灾烟气沉降特性对人员疏散影响的研究*

为研究特长公路隧道火灾烟气沉降对人员疏散安全的影响,通过数值模拟方法,对0,1.0,1.5 m/s和临界风速值4种不同纵向通风风速下隧道火灾烟气沉降特征进行研究,并分析不同风速下烟气沉降对人员疏散的影响。研究结果表明:在无纵向风时,烟气沉降现象较为明显,烟气下沉造成的不均匀烟气温度、能见度分布,提前终止人员疏散的进行;随着纵向风速的增加,沉降现象仍存在,但沉降点后移,对人员疏散的影响减小;在1.5 m/s的纵向通风条件下,火源下游500 m范围内烟气基本不发生沉降且能维持分层,此时几乎不影响火灾下游人员疏散。在实际应用中,火灾初期可先以1.5 m/s的分层风速值进行通风,待下游人员疏散后,再施加临界风速加快烟气排出。研究结果可为特长公路隧道火灾防治和疏散救援提供参考。     

螺旋隧道火灾特性小尺寸实验研究

为探明螺旋隧道火灾特性,防止人员高温伤害,基于Froude准则,搭建比例1∶67的小尺寸螺旋隧道实验模型,采用模型实验方法研究不同坡度和不同风速下螺旋隧道火灾温度分布规律及烟气蔓延特性。研究结果表明:低坡度条件下,螺旋隧道内高温区以火源为中点呈对称分布状态;随着坡度的增加,隧道内高温区逐渐向下游延伸,火源处拱顶下方温度呈现先增大后降低再升高的变化规律;无论是自然风还是机械纵向通风,新鲜冷空气的吹入对隧道温度的降低起到主导作用,且风速越大,温降幅度越大;随着隧道坡度和自然风速的增加,火羽流由竖直狭长型转变为燃烧不稳定的大截面火焰,同时坡度增加抑制了火灾烟气逆流,促进了烟气向火源下游的蔓延速度,大大提高了排烟的有效性,减少人员伤害。     

南京长江隧道火灾数值模拟

以南京长江隧道为研究背景,运用火灾动力学模拟软件PYROSIM建立实体物理模型,并将空间划分为0.1 ×0.1 ×0.1m3的网格,对南京长江隧道火灾过程中的纵向通风进行模拟计算.定量分析了不同通风速率条件下火灾及烟气蔓延的规律,并得到隧道拱顶附近温度和烟气分布状况.模拟结果显示较小风速下烟气会产生回流,但随着风速增大烟气扩散速率随之加快,通过对3种不同风速的分析比较,选择3.0m/s纵向通风作为临界风速.进一步结合南京长江隧道现有的消防设施及应急救援系统,分析该临界风速下烟气温度对隧道结构和毒害气体对人员疏散救援的影响.结果显示此临界风速下隧道结构安全,且在疏散及时、救援有效的基础上,基本能保证人员疏散安全.     

坡度对跨座式单轨隧道临界风速的影响

为研究不同坡度隧道在大功率火源情况下的烟气运动,采用1∶20的缩尺隧道模型,通过试验对不同坡度情况下(-6%,-3%,0%,3%,6%)的大火源功率火灾(20,50 MW)时的隧道纵向通风临界风速进行研究。结果表明:0%坡度时,20 MW和50 MW的临界风速相差不大;有坡度时,逆坡送风的临界风速大于顺坡送风的临界风速。根据试验结果拟合得出大火源功率(20,50 MW)条件下坡度为-6%至6%时的临界风速与坡度的关系,并对前人提出的坡度与临界风速的关系式进行修正。     

隧道坡度对临界风速影响的数值研究

临界风速即隧道火灾过程中能有效控制烟气于火源下风方向而不发生逆流的最小纵向通风风速,是隧道火灾烟气控制的关键所在.根据国内外的研究结果,临界风速与火灾规模、隧道规模以及断面形状等因素有关.在坡度隧道中,由于坡度的作用,使得坡度隧道临界风速与水平隧道有着一定的差别.利用火灾动力学模拟软件(FDS)对隧道坡度在0°～10°变化时上坡隧道与下坡隧道所对应的隧道临界风速进行数值模拟分析,研究分析了隧道坡度对隧道临界风速的影响规律.     

盾构铁路隧道坡度对火灾烟气蔓延的影响研究*

为研究坡度隧道内列车阻滞后的火灾烟气蔓延行为，利用火灾动力学模拟软件（FDS）建立盾构铁路隧道火灾模型和CRH6高速列车阻滞模型，隧道坡度分别为0%、1.0%、1.5%、2.0%、2.5%、3.0%、3.5%和4.0%，通过分析隧道内烟气、温度、能见度等特征参数的变化规律，研究坡度隧道内高温烟气的受力情况，探讨坡度变化对火灾烟气蔓延的作用机理。结果表明，坡度隧道内发生火灾，随着烟气的蔓延，隧道内形成沿坡度方向的烟囱效应力，使得烟气在火源两侧呈不对称分布。火源下游区域的高温烟气在火风压和烟囱效应的协同作用下蔓延速度比上游更快，下游烟气层分界中性面与隧道轴线平行，上游烟气层分界中性面呈现水平状态。有坡度的铁路隧道内发生火灾，建议向火源下游方向施加纵向机械通风，人员向火源的上游方向疏散逃生更安全。     

基于AHP的列车司机非技术技能综合评价模型

列车司机的非技术技能对保证驾驶安全、降低人因事故发生概率有至关重要的影响。为了客观、准确地评价列车司机的非技术技能,从决策能力、人际能力、自我管理和情景意识4个维度通过问卷对非技术技能的指标进行筛选,得到11个列车司机非技术技能指标;然后使用层次分析法建立非技术技能综合评价递阶层次模型,为了获得各层指标权重,结合群决策方法建立各层的判断矩阵,获得各层指标的权重,最终构建了列车司机非技术技能综合评价模型。该模型既可以分析导致人因事故的非技术技能因素,也能够用于列车司机的评价、选拔和培训。     

一种基于分布式推理的火情探测系统

为克服用于火情探测的传统中心化系统网络负载高、灵活性差、推理效率低等问题,提出了一种无线传感网络环境下基于分布式推理的火情探测系统。该系统依托局部模糊逻辑和知识驱动聚类技术,能够融合当前环境信息、被预测的环境信息(短期知识)和偏差环境信息(长期知识),进而生成针对火情的更加复杂和精细的推理结果。该系统采用Ⅱ型模糊逻辑模型,避免了Ⅰ型模糊逻辑模型在建模非确定性局部知识和动态环境时准确率较低的问题;此外,该系统采用知识驱动节点自动聚类策略,并引入选择概率机制,有效降低了网络负载并提升了对非确定性的建模能力。对真实数据集进行试验,与多款基于无线传感网络的火情探测系统的试验结果对比表明,该系统能够生成针对火情的更加复杂和精细的知识推理结果,而且显著减少了无线传感网环境承载的消息数量,提高了知识推理的即时性和准确性。     

建筑消防设施可靠性管理研究现状与思考

建筑消防设施的可靠性管理是可靠性工程、消防安全工程及管理科学技术的交叉应用。不同社会发展环境下,建筑消防设施可靠性管理的数据形态、研究内容和任务要求也不尽相同,其最终目标是提高消防资源的费效比。探索了在缺乏基础可靠性数据的条件下,如何开展建筑消防设施可靠性管理研究。首先,介绍了建筑消防设施可靠性管理的研究现状,从微观、中观和宏观的角度,分析了从生产标准化、设计性能化到运营效能化的演进趋势。其次,基于项目全寿命周期理论,从行业发展的视角,着重对我国建筑消防设施可靠性管理存在的问题进行了分析,指出了应该建立建筑消防设施全寿命周期的可靠性管理体系。最后,总结了研究现状和问题,提出在应用智慧消防构建统一的可靠性数据库、提高复杂建筑消防设施的可靠性及完善运营效能化可靠性管理标准3个方面开展研究,推动我国建筑消防设施可靠性管理水平的不断提升。     

企业全员危险源管理实践

为了预防企业生产安全事故发生,围绕危险源的管理,综合运用多种安全评价方法,通过小组活动自下而上开展全员危险源辨识、风险评价、现有风险控制措施评估,结合危险源辨识成果随机抽查、行为安全观察等管理活动,形成了企业全员危险源管理的企业文化氛围。对开展全员危险源管理1年以上的13家不同类型企业进行安全文化绩效评估,结果显示,开展THM对安全行为、安全教育、全员参与等安全文化绩效评价指标有显著提升作用。     

基于岩体扰动参数的边坡结构优化

为了研究岩体扰动参数对边坡稳定性的影响,根据某露天边坡岩体物理性质及坡体钻孔勘探结果,分析了边坡体各岩组在不同扰动参数下的强度弱化过程;考虑由扰动产生的节理裂隙对边坡稳定性的影响,通过Phase^2软件对仿真计算模型进行了不同扰动程度的区域划分;同时提出了一种用于直观表征露天整天边坡稳定性的安全系数“玫瑰花”图。结果表明:各边帮受节理切割和爆破扰动的影响,稳定性差异较大,部分边帮安全储备充足,仍存在优化空间;节理裂隙几何位置对边坡失稳滑移面具有控制作用,对于近乎顺层岩质边坡,其破坏主要沿节理面剪切滑移;对于具有浅埋倾覆节理面边坡,由于岩体强度较高易发生倾倒破坏,所绘制的边坡安全系数“玫瑰花”图可直观表征露天边坡整体稳定性,考虑局部扰动影响对边坡稳定性分析进行精细化表征,为矿山边坡角度的进一步优化提供了一定的参考指标。     

《安全与环境学报》2007-2017年文献计量分析

运用文献计量学方法,对《安全与环境学报》(下称《学报》)2007-2017年刊载的4147篇论文进行了文献计量分析。从《学报》论文的时序产出与影响、分类产出与影响、期刊层面的知识流动及主题热点4个方面讨论了《学报》的文献计量学特征。结果表明,《学报》经过多年的发展,产出、影响力及知识密度不断提升,产生了一大批有影响的地区、机构、作者等。《学报》保持期刊内外的知识流动、交换和更新,使得期刊充满知识活力。经过长期的积累,《学报》已经形成了安全工程与管理、环境科学、环境工程,以及特色专题--安全与环境事故和事件统计快报4个方面的主题方向。《学报》的这些文献计量指标,为全面认识《学报》及未来发展提供了详实的科技情报。     

污水处理系统中原生动物和微型后生动物的作用研究

原生动物和微型后生动物是污水生化处理系统中重要的组成部分,在污水生化处理系统中具有十分重要的作用。一方面较为详细地分析了原生动物和微型后生动物中主要种群的指示作用和应用现状,另一方面探讨了原生动物和微型后生动物对污染物的净化效果。对原生动物和微型后生动物深入研究和精准调控将是未来发展的方向。     

京津冀地区电力部门CO2排放因素分解分析

基于LMDI(Logarithmic Mean Divisia Index Method)方法分析2001-2016年京津冀地区电力部门CO2排放的8个影响因素,考虑了京津冀地区电力部门从生产投入、转换、传输到消费的整个过程;并分析了2001-2016年影响京、津、冀各地区CO2排放的各因素贡献值。结果表明,1)2001-2016年京津冀地区电力部门CO2排放总体呈现递增趋势,2012年出现负增长;河北省电力部门对京津冀电力部门CO2排放贡献最大,2001-2016年累计CO2排放变化量为145.70 Mt,但河北省电力部门的减排潜力巨大;2)人均GDP效应和人口规模效应是促进京津冀地区电力部门CO2排放增长的主要因素,2001-2016年累计贡献值分别为261.86 Mt和36.47 Mt;3)用电效率效应和电力输入输出效应是京津冀地区电力部门CO2排放量增长的主要抑制作用,2001-2016年累计贡献值分别为-49.40 Mt和-47.93 Mt;4)造成京、津、冀电力部门CO2排放差异的主要因素是人均GDP、化石能源转换效率和用电效率。     

铜与铜包铝接地线缆短路熔断特性理论计算与试验

为研究用于高压电力系统的临时接地装置抗突然短路能力及短路火灾限制措施,通过铜导体Onderdonk公式的推广算法,得到铜包铝接地线缆熔断电流的理论计算方法,以6 300 kVA大容量变压器为电流源模拟实际工作中挂接地线时可能出现的短路熔断情况,对常用的铜材料接地线缆及轻质铜包铝材料接地线缆在10 kA以上短时大电流下的熔断过程进行了试验。结果表明:绝热过程下接地线缆熔断电流的理论计算结果偏严格,通过计算公式选取接地线缆截面积具有一定的安全裕度;理论等效截面下铜包铝线缆相比铜线缆更不容易发生熔断,12. 9 kA、16. 3 kA、21. 7 kA短路电流下60 mm^2铜层体积比为10%的铜包铝裸导线熔断时间比35 mm^2铜线分别增加32. 0%、30. 1%、24. 3%;外加阻燃护层可以增加铜线缆的熔断时间而对铜包铝线缆熔断时间的影响不明显,但外加护层可以显著减少铜包铝线缆迸溅熔珠的数量,降低熔珠的引燃能力,从而对短路火灾进行有效抑制。     

铀尾矿滩面氡析出率与环境因素的灰色关联度分析

通过对衡阳市某铀尾矿滩面的氡析出率、大气温度、大气湿度、气压、γ剂量率、土壤含水率等环境物理量进行监测采集。应用灰色关联度分析法计算分析了其中各因素与氡析出率的关联度,结果发现在分辨系数为0.5的条件下,大气温度、大气湿度、气压、γ剂量率及土壤含水率与氡析出率的关联度分别为0.550 1,0.476 1,0.631 5,0.748 2和0.485 9,其中γ吸收剂量率对氡析出率关联度最大;而大气湿度的关联度最小。结合氡析出率的影响因素具有多重性的特点,试验研究成果可为以后探索氡析出率与各环境指标量的数学关系提供重要参考。