建筑物消防系统可靠性分析

为评估建筑物消防系统的可靠性,首先将系统分为探测报警系统和灭火系统等部分,再用事件树法分析事故发生时消防系统不同部分的反应情况.通过贝叶斯理论及历史统计数据得到系统失效率的不确定性概率分布,建立消防系统可靠性随时间变化的数学模型; 用蒙特卡罗方法模拟求得系统可靠性的时间函数并对模型的不确定性参数进行敏感性分析.该方法将统计数据与经验公式、理论方法相结合,并利用蒙特卡罗方法处理模型中的不确定性,不仅能够有效估计消防系统的可靠性,还可对其他类似系统的可靠性进行分析,并通过敏感性分析为进一步减少估计的不确定性提出合理建议.     

重型自卸汽车车架横梁异常断裂原因分析

针对无副车架的重型自卸汽车在使用过程中出现的车架横梁异常断裂问题,建立了以板壳单元为基本单元的自卸汽车车架有限元分析模型,采用NASTRAN有限元分析软件对车架强度进行分析.有限元分析结果表明,车架横梁异常断裂现象是横梁连接部位应力值大于材料的屈服强度引起的,这与实车车架断裂结果吻合.根据实际工艺要求,改造车架结构,将连接第2根横梁和纵梁的L板厚度变大,并将平衡悬架推力杆支座由整体式支撑改为分体式支撑,从而使两处的最大应力值分别比原结构下降20.4%和51.7%.改进后车架断裂区的强度明显提高,这表明改造方法有效.     

航班起飞过程的风险识别与控制

飞机起飞阶段是事故多发阶段,为了进行风险识别与控制,设计了定性判别方法和定量计算仿真算法,并以具体飞机坠毁事故为例分析了安全裕度.分别计算了飞机冲出跑道的速度、距离和逃生时间.中断起飞的速度与时间,是火灾发生后的判断关键,也构成了飞机起飞事故的裕度.结果表明,中断起飞的安全裕度比坠毁的大,且关于中断起飞的规定有矛盾之处;用于逃生的90 s规则高于中断起飞的决断速度的限制规定.该分析方法为处理危急时刻的两难决策问题提供了理论指导.     

出口角度对防烟空气幕防烟效果影响的数值模拟

利用火灾动力学模拟软件FDS,以四川消防研究所高层实验塔二层为原型,模拟在不同防烟空气幕出口角度情况下高层建筑前室烟气运动情况,获得在其他条件不变情况下,空气幕运行时的最佳出口角度。试验结果表明:空气幕角度为5°及20°时,模拟试验后期烟气基本突破了空气幕蔓延至前室内,而当出口角度为10°和15°时防烟效果较好,且15°时防烟效果优于10°,故推荐空气幕运行时的最佳出口角度为15°。     

建筑火灾烟气中CO迁移规律的FDS模拟

以T型"侧间-走廊"典型建筑火灾为模拟对象,分析烟气在走廊中的水平和垂直流动特征,并对火源房门高低、走廊端头启闭和多房门启闭等场景使用火灾模拟软件(FDS)进行了模拟和远距离房间CO浓度的迁移规律的分析。结果表明:烟气从火源房间经拱腹溢出在走廊中形成受限空间的顶棚射流;门檐高度决定了CO能够在走廊中的迁移量;烟气在走廊远距离封闭端头形成上部的热烟气层,中部回流层和下层的补气层;其中中部烟气回流层的高低、流速和CO浓度是影响临近非火源房间CO浓度的重要因素。走廊启闭和多房门火灾场景的模拟结果也进一步证明了CO的迁移规律。     

矿井瓦斯煤尘爆炸传播数值模拟研究

基于连续相、燃烧、颗粒相数理方程建立瓦斯煤尘爆炸传播数理模型,并应用连续相、颗粒相计算方法,依据大型巷道瓦斯爆炸、瓦斯煤尘爆炸传播实验数据,借助普遍应用的流场模拟平台,成功开发瓦斯、煤尘爆炸数值模拟系统。该系统可有效地模拟煤矿瓦斯、煤尘的爆炸事故过程,对瓦斯爆炸的爆燃转爆轰、煤尘是否参与爆炸、爆炸冲击传播速度、衰减规律以及爆炸灾害的波及范围都能进行较准确的模拟。     

人群疏散行为仿真技术研究

提出并建立了一种人群疏散仿真模型。针对疏散空间中障碍物的动态布局,采用网格法获得各障碍物包围盒坐标,依据最短路径原则采用几何法确定每个个体起始疏散路径,解决了人群疏散的空间连续性问题。针对人群疏散时个体之间的差异性,依据个体与个体之间的作用力、摩擦力动态改变个体的行进方向,以及依据人群密度采用人群疏散速度模型实时确定每个个体的运动速度,解决了个体之间的动态避碰、绕行和超越等问题。针对人群疏散时多个出口的选择问题,提出了把出口拥挤状态与个体心理慌乱状态相结合的出口选择方法。最后采用粒子系统实现了上述人群疏散行为的二维仿真并取得了较好的效果。     

高墩大跨连续刚构桥施工期安全评价

针对高墩大跨连续刚构桥施工期结构概率失效的特性,提出了基于失效概率的安全评价方法.以徐水沟特大桥为工程背景,通过风险评定识别出施工最不利阶段--最大双悬臂时的主要风险因素即:节段特性模量的不确定性、梁体自重的不确定性以及预应力损失的不确定性.采用大型通用有限元程序ANSYS及蒙特卡洛法,计算徐水沟特大桥在最大悬臂时的失效概率,并确定施工期的目标可靠度.依据高墩大跨连续刚构桥施工期结构概率失效的评价结果,提出相应的风险控制措施.     

矿井通风仿真系统双线图的快速自动绘制研究

在深入研究通风网络巷道连接关系的基础上,创造性地提出一种新的效率更高的通风系统双线图的快速自动绘制方法,即"假双线法"。"假双线法"与固定宽度双线法有本质的不同,其本质是将单线巷道的线型用固定宽度双线线型表示,再对交叉点进行消隐处理,无需计算双线坐标来实现双线图的快速自动绘制。该法较好地解决了传统方法的缺陷,具有普遍性,其计算量小,执行效率高,并在双线图的基础上很容易拓展生成通风系统立体图。笔者研究成果,对于研发、改进矿井通风仿真图形系统和解决其他行业类似问题具有一定的参考价值。     

煤与瓦斯突出的物理模拟和数值模拟研究

利用自行设计的实验装置,通过现场采集具有突出倾向的煤样,分别向实验装置煤样中充入吸附能力较大的CO2和吸附能力较小的N2来模拟不同级别的煤与瓦斯突出现象,物理试验结果表明:瓦斯压力越大,突出强度越大;当瓦斯压力相近时,吸附和解吸能力大的瓦斯突出强度大。通过数值模拟对煤与瓦斯突出进行研究,数值模拟再现了煤矿开采过程中诱发的煤与瓦斯突出全过程,同时验证了煤与瓦斯突出是瓦斯压力、地应力及煤岩体的力学性质综合作用的结果,该验证对进一步深入理解认识煤与瓦斯突出的机理具有重要的理论和实践意义。