可视化灾害数字仿真重构理论及实证研究(Ⅱ)--理论框架与概念化范式

可视化灾害数字仿真重构理论研究,不仅可以实现对灾害空间数据进行有效的集成管理和时空分析,而且为灾害的防治、应急管理和工程论证等提供可靠的依据,是解决灾害实验的危险性和不可重复性的最佳途径.本文提出可视化灾害数字仿真重构理论的概念、研究对象和方法,综述该理论所需要涉及多种跨学科的技术支持,提出灾害数字仿真重构理论的实施流程,按照致灾因子孕育、发生以及作用于承灾体形成灾害的过程为线索,建立灾害数字仿真模型的概念化范式.上述工作共同构成灾害数字仿真重构的完整理论体系.     

海啸预警系统及我国海啸减灾任务

2004年12月26日印度洋海啸引发了新一轮海啸预警系统的研究。简述了地震海啸预警的原理，分析了海啸数值模拟的一些基本方法，综述了目前世界上多个国家海啸预警系统的建设情况，通过对我国海啸灾害研究现状的分析，明确了我国当前海啸防灾减灾工作的主要任务。     

采用磁流变阻尼器的地震结构模糊控制

以磁流变阻尼器所在层的层间位移和层速度响应为输入变量，以控制电流为输出变量，根据抗震规范和实际经验提出了模糊控制器的合理的设计方法。对一个3层钢筋混凝土结构进行了实例分析，结果表明，模糊控制无论是对于位移响应还是加速度响应都有较好的控制效果。     

有风情况池火灾热辐射下的最小安全距离

防火间距是石油化工企业平面设计中的一个重要参数,开放环境下的火灾热辐射受大气稳定程度的影响.本文从计算流体力学角度出发,应用CFD(Computationsl Fluid Dynamics)软件Fluent,基于SCI爆炸火灾工程试验"Pool Fire A"的大气条件,对"有风情况下,直径为10 m的苯液池火灾"进行数值模拟,得出非绝热条件下,苯燃烧的峰温以及产物组分、池火灾对周围环境热辐射的空间分布.温度最高点在对称面y=0上,最高温度为1 478 K、火焰倾斜角度为32°(与竖直方向的夹角)、火焰高10.2 m.对于锰钢材料、内径为10 m苯储罐,2～3级风力情况下,相邻两储罐间最小安全距离在上风向为20 m,下风向为27 m.最后对模拟结果进行了分析.     

深埋岛式地铁车站站台火灾时烟气蔓延数值分析

随着我国地铁的发展,未来部分地铁的发展空间属于埋深较大,经过老城区时须穿越大片房屋桩基,地质条件复杂,施工难度大,工程实施上线路和车站均需要较大的埋深。因此,深入开展深埋地铁站点火灾安全研究有助于地铁安全管理工作。笔者针对地铁深埋岛式站台火灾,利用数值模拟方法,研究深埋岛式站点内烟气横向流动和不同站层间的烟气纵向蔓延规律。分析烟气在隧道、站台及站厅内蔓延时烟气温度、有毒气体浓度、可见度等特征参数的分布情况;同时探讨了火灾时深埋岛式站点内有效的气流组织形式,隧道排烟系统的运行模式。所获的研究结论有助于同类型的地铁车站的设计和运营管理。     

青藏铁路救援指挥系统的研究

通过对青藏铁路特点及运营模式的分析,提出构建青藏铁路事故救援指挥系统的重要性。结合青藏铁路信息化总体规划,在充分利用青藏铁路各信息系统及通讯网络基础上,利用地理信息系统(GIS)技术和无线通讯技术,建设具有指挥、控制、通信及情报(C3I)功能的青藏铁路事故救援指挥系统。提出了系统应达到的目标功能,结合青藏铁路生产作业实际情况,给出了系统实现的信息流程、体系结构,并开发了原型系统。系统将青藏铁路多源信息整合并结合GIS技术以直观的电子地图、图像等方式展示出来,实现了救援预案管理和智能化查询、匹配;并通过应急无线通讯设备实现事故现场视频、图像实时播放及指挥调度与事故现场间的语音双向通讯;同时可建立事故数据库,为统计报告和事故分析服务。     

矿井提升机盘闸制动系统工作状态监控与安全

运用故障树分析(FTA)方法分析矿井提升机盘式制动系统故障原因,包括机械故障、摩擦系数故障、液压故障等,提出矿井提升机盘闸制动系统的故障树,并给出了系统状态计算机测控系统方案。采用现代检测与计算机技术,对盘闸制动系统的主要故障进行综合检测;对摩擦系数进行间接检测;研究成果,为故障报警与控制提供了保障,报警与控制结合,提高了提升机盘闸制动系统的安全性。     

抽出式通风煤巷掘进过程中粉尘浓度分布规律的数值模拟

根据气固两相流理论，针对矿井掘进工作面的特点，采用计算流体力学的离散相模型（DPM）对掘进工作面通风过程中粉尘浓度进行数值模拟，总结抽出式通风掘进巷道中粉尘浓度的沿程分布及变化规律。     

城市地区毒气扩散事故数值模拟

在城市人口密集区域，一旦发生重大危险气体泄露事故，周围居民将处境危险。由于城市特殊的街道街谷影响，用普通的方法难以精确计算出场的时空分布，大涡模拟（Large Eddy Simulation）虽然较为精确，但对计算机计算能力要求较高。针对于此，可以通过一些方法，例如贴体网格分析、卫星遥感技术，局部网格加密技术，改进大涡模型的计算条件，考虑泄漏事故一旦发生时，道路、房屋、气候对于气体扩散的影响，对事故的致灾机理从动力学的角度进行研究。在箅例中，通过分析城市地区庙会时的一起事故．模拟气体扩散浓度的时空分布，得出城市地区各个地区的不同受灾程度。通过算例我们看到，数值模拟能够为进一步安全规划、灾害预防、应急反应提供决策支持．     

活性粉末混凝土(RPC)箱梁剪力滞效应有限元分析

笔者对为青藏线设计的 32m铁路预应力活性粉末混凝土单箱单室箱梁进行了有限元分析 ,对其剪力滞分布规律进行了研究 ,并且分析了不同工况对梁剪力滞效应的影响。分析结果表明预应力活性粉末混凝土箱梁具有一定的剪力滞效应 ,剪力滞系数在 1.0～ 1.1之间。笔者得到的结果可以为今后活性粉末混凝土梁的设计提供参考 ,这对于加速箱梁剪力滞理论的深入研究 ,为大跨、新型桥梁结构的性能评价提供正确的分析有一定的参考价值。