烟气输运和水喷淋相互作用的大涡模拟研究

本文应用大涡模拟方法，并结合Smagorinsky亚格子尺度模型，数值研究了烟气输运和水喷淋的相互作用问题。为了有效地模拟烟气输运过程，文中采用低马赫数近似下的三维可压缩Navier-Stokes方程和组分方程进行求解，并采用有限差分法数值计算了滤波后的控制方程。对于燃烧过程扣所产生的热释放，采用Lagrangian粒子携带热量的近似方法来模拟，这些运动粒子进一步用来标识烟气的输运过程，同时还近似模拟了水喷淋和热气流的相互作用过程。文中数值计算了燃烧火源所形成的热气流和烟气输运过程，以及与水喷淋的相互作用，并探讨了喷水装置的喷水量、喷射角和水颗粒直径对流动特性的影响。     

细水雾灭油池火时各种影响因素的相对重要度分析

采用实验的方法并与理论分析相结合，对细水雾在扑灭B类火时，占主导地位的灭火机理进行了研究。实验中发现，当液体燃料的闪点相差较大时，其灭火机理往往不尽相同。并且当细水雾的雾特性相差较大时，在灭火中起主导作用的灭火机理常常也各有不同。因而那种单纯以雾滴的粒径分布作为细水雾扑灭燃料闪点较高的油池火时，雾滴的动量分布对细水雾的灭火有效性影响更大。为此，本文还建立了一个简单的模型，试图得到在这种火灾场景下，对细水雾灭火的临界动量要求。     

建筑网络火灾烟气流动稳定性及其控制分析

将建筑作为一个网络整体考虑,研究分析了火灾烟气流动机理,讨论了火灾烟气的热膨胀效应、烟囱效应及室外风力对建筑网络空气和烟气流动的影响.从质量守恒定律讨论了多层建筑中和面的位置及其影响因素,指出控制多层建筑中和面的方法和途径.通过建筑网络回路能量守恒方程,讨论了烟囱效应对建筑网络风流的影响,建筑网络火灾烟气流动的稳定性及合理的烟气控制措施.     

含氯化亚铁添加剂细水雾灭火有效性的实验研究

为了提高常规细水雾的灭火有效性,拓展其应用范围,本文采用小尺度实验的方法,研究了含氯化亚铁添加剂细水雾在不同燃料种类、添加剂浓度、压力下扑灭池火的有效性。实验结果表明：向细水雾中添加氯化亚铁,显著地影响了它的灭火性能;细水雾的灭火时间随着加入的氯化亚铁的质量浓度变化而发生改变,而且存在一个最短灭火时间浓度;细水雾喷头的工作压力和燃料的类型也对细水雾的灭火性能有影响,喷头工作压力越大,细水雾的平均灭火时间越短;在相同的实验条件下,细水雾灭煤油火的时间要短于灭乙醇火的时间。     

大气压力对细水雾灭火系统泵组流量特性及效率的影响

柱塞泵是泵组式细水雾灭火系统的关键部件,它是细水雾喷头实施喷雾的供水源和压力驱动源.为研究大气压力,特别是高海拔低气压环境对柱塞泵流量特性及效率的影响,通过在合肥及拉萨两地的对比试验,给出了环境压力与柱塞泵流量特性及效率的关系.结果表明,大气压力减小使柱塞泵的流量减小,因此,在高原低气压环境下使用柱塞泵,应采用增加柱塞泵进口压力的措施,以保证泵组式细水雾灭火系统的设计性能;不同大气压力下泵组的效率无明显变化,即大气压力对泵组的效率无明显影响.     

灾害模拟和后果分析软件架构

本文为基于GIS的公共安全应急体系中各灾害模拟和后果分析模块,研究并建立了一个从概念到实现的统一可扩展的接口,使公共安全灾害模拟和后果分析领域的研究成果能被广泛共享,并且更容易建立一个整合各类已有研究成果的软件体系.并且,本文结合"国家十五重点科技攻关(滚动)项目:合肥市公共安全应急示范试点研究"项目给出了原型实现.     

一种新型高铺展性水成膜泡沫的性质以及灭火性能研究

介绍了一种自制的多组分水成膜泡沫溶液,并对该泡沫溶液的各种性能(表面张力,铺展性,灭火性能等)进行了表征,同时与传统的水成膜泡沫进行了对比.试验结果表明,该泡沫溶液的表面张力和界面张力很低.极低的表面和界面张力导致该泡沫在液体燃料表面具有很强的铺展性,能在极短的时间内在燃料表面铺展成一层液膜,使燃料表面迅速隔氧降温,从而达到迅速灭火的作用.在通过压缩空气泡沫系统进行灭火的试验中,不论泡沫浓度处于3%或6%,在液体流量较大的情况下,该泡沫对标准柴油火的熄灭时间都在3秒之内.另外,泡沫溶液的铺展性和所形成的泡沫的灭火性能的试验结果表明水成膜泡沫的灭火速率主要是由其在燃料表面形成水膜的速率决定,而形成水膜的速率主要是由泡沫溶液的铺展速率、即铺展性决定的.     

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.     

喷雾过程中液滴不稳定破碎的研究

建立喷雾过程数值计算模型,将喷注分为液核区与气液混合区,分别用Ｋ－Ｈ（Ｋｅｌｖｉｎ－Ｈｅｌｍｈｏｌｔｚ）和Ｒ－Ｔ（Ｒａｙｌｅｉｇｈ－Ｔａｙｌｏｒ）不稳定性理论来描述液滴的破碎过程,用不稳定性理论中的波长来表示破碎后的液滴半径,建立液滴破碎数学模型,并对一典型燃烧装置中的喷雾过程进行三维数值模拟,获得了液滴运动轨迹的三视图及典型截面上液体蒸汽浓度场等势线图。     

微重力下燃烧温度随重力变化实验数据处理的一种方法

本文通过试验飞机抛物线飞行进行了微重力燃烧实验,采集得到数组从超重到微重段一个采样点燃烧温度随重力变化的数据,以此为基础通过应用误差理论对实验数据进行了分析处理,然后采用神经网络方法拟合出了燃烧温度随重力的变化曲线,为微重力燃烧实验数据处理提供了一种新方法.