建筑物火灾烟气流动性状解析

述及运用图论基本原理求解建筑物烟气流动性状的方法。运用该方法可同时求出建筑物各房间、各通道不同时刻的压力、流量，该方法已成功地运用于一般通风换气和火灾烟气流动计算中。     

排烟方式对火场人员疏散影响的数值模拟

针对建筑火灾中烟气的危害特点,利用商业计算流体软件PHOENICS,分别对无排烟措施、自然排烟、机械排烟等三种常见的建筑火灾后的排烟方式进行烟气流动规律的模拟研究.得出:火灾后,自然排烟和机械排烟在一定程度上都能将着火房间的烟气、热量排出室外,降低着火房间的烟气浓度、温度和压力.机械排烟形成的微负压使得火场烟气不易向外扩散,同时增加近30s的疏散时间,排烟效果明显更利于火场人员的安全疏散.本文计算机场模拟的结果符合单室烟气的蔓延机理,证明了使用计算流体力学技术对火灾现象进行数值模拟是可行的,可用于指导建筑火灾的扑救和火场人员的安全疏散.     

基于FLUENT的全焊接球阀在不同介质下流场的模拟及分析

利用FLUENT软件对全焊接球阀(筒状)内部三维流场进行数值模拟,探究球阀从关闭到完全开启过程的流量特性。以不可压缩介质(水)为例,分析7个不同开度(10%、30%、50%、70%、80%、90%、100%)下球阀内部流场的变化情况,得到该球阀的前后压差和进出口流量,并计算得到球阀的流阻系数,然后根据相关公式求得不同开度下水的流量系数。通过对比可压缩介质与不可压缩介质的特性,利用密度比转换,求得可压气体(天然气)在不同开度下的流量系数,进而得到可压气体的流量系数与开度之间的关系曲线。与球阀的工作流量特性对比分析发现,模拟结果符合实际,为可压缩介质在球阀中流动状态的研究提供参考。     

住宅厨房集中排烟道内烟气流动特性分析

对于采用止回阀的集中排烟道系统，通过建立连续性方程及各流线上的能量方程，计算出采用普通排油烟机时在不同截面下烟道内沿程的流量及压力分布，分析表明由于温差很小，热压对流动的影响力较小，烟气流动的动力主要来自于排烟机本身，烟道内压力自上而下逐渐增加，底层住户的排烟最为不利，计算方程和程序可用于工程设计。     

更正说明

室内火灾具有较高的危险性,是建筑火灾造成人员伤亡和财产重大损失的灾害之首。利用计算流体动力学（CFD）的方法,建立了室内火灾时期烟气流动的三维大涡数值模型,目的是通过对火灾烟气流动的数值模拟,为多室火灾的控制和人员救助提供理论基础。模拟结果认为,火灾及附近地区温度较高,烟流浓度较大,高温引燃其他易燃物品的可能性加大。通风与火灾的发展状态存在密切关系,通风既能降低室内温度,加快烟流及有毒有害气体的扩散速度,同时也为火灾的进一步发展提供条件。从模拟结果与实验验证可得出结论：火源功率大小及房屋的几何尺寸影响着火灾程度、温度及烟流浓度的分布和变化,数值计算的结果总体上与实测结果存在较好的一致性。     

室内火灾烟气流动的三维大涡数值模拟

室内火灾具有较高的危险性,是建筑火灾造成人员伤亡和财产重大损失的灾害之首。利用计算流体动力学(CFD)的方法,建立了室内火灾时期烟气流动的三维大涡数值模型,目的是通过对火灾烟气流动的数值模拟,为多室火灾的控制和人员救助提供理论基础。模拟结果认为,火灾及附近地区温度较高,烟流浓度较大,高温引燃其他易燃物品的可能性加大。通风与火灾的发展状态存在密切关系,通风既能降低室内温度,加快烟流及有毒有害气体的扩散速度,同时也为火灾的进一步发展提供条件。从模拟结果与实验验证可得出结论:火源功率大小及房屋的几何尺寸影响着火灾程度、温度及烟流浓度的分布和变化,数值计算的结果总体上与实测结果存在较好的一致性。     

高层建筑竖井内烟气流动特性及控制方法

竖井火灾烟气流动特性和控制是与高层建筑火灾安全紧密相关的问题。从竖井烟气流动作用因素、烟气参数分布特性与烟气上升速度3个方面论述了对于高层建筑竖井烟气流动特性的研究现状。总结了目前常用的竖井烟气控制方法及工程实践中存在的问题,提出了改善烟气控制效果的方法和思路。     

火源横向位置对隧道火灾烟气分岔流动影响

当发生隧道火灾时,纵向通风方式常被用于人员疏散和排烟,而纵向风速较大时,烟气将发生分岔流动,导致烟气层整体性被破坏,对人员疏散造成威胁.火源横向位置对隧道火灾烟气流动有显著影响,通过数值模拟对不同火源横向位置时烟气分岔流动特性进行了研究.结果表明,随着火源向侧壁靠近,烟气由对称型分岔流动转变为不对称分岔流动.当火灾发生在侧壁附近时,烟气转变为"S"型流动.随着火源与侧壁间距的减小,分岔流动临界风速呈指数型增加.     

建筑物火灾烟气流动性状预测

述及国家自然科学基金资助项目《建筑物火灾烟气流动性状预测》的主要研究成果。介绍建筑物火灾烟流数学模型及其应用软件,并将数值模拟结果与实体火灾试验结果进行比较。     

花岗岩裂隙中的水-岩换热

为了研究裂隙岩体中的渗流传热问题，研发岩石裂隙水-岩换热试验系统，采用控制变量法对花岗岩裂隙试样开展不同温度、体积流量、水力开度下的对流换热试验.基于Forchheimer方程分析裂隙渗流流态，计算换热系数，定量研究温度、体积流量、水力开度的影响，并进行各影响因素的敏感性分析.结果表明，在体积流量和水力开度不变的情况下，随着裂隙试样温度由70℃升高到100℃，出口水流温度和换热系数均提高；在裂隙试样温度与水力开度不变的情况下，体积流量从10 mL/min增大到80 mL/min，出口水流温度线性降低，换热系数与体积流量增长关系为幂函数关系，且随着体积流量增大其增长速度减缓；裂隙试样温度与体积流量保持不变，裂隙水力开度增大，换热系数线性减小，裂隙粗糙度增大，换热系数增大.利用敏感性函数对换热系数进行影响因素的敏感性分析，换热系数受裂隙试样温度的影响最大，其次是裂隙体积流量，影响最小的是水力开度.     

纵向通风水平隧道火区阻力特性

通过建立风流与火源的统一控制体，分析了纵向通风水平隧道火区通风阻力的构成，建立了火区阻力特性的计算模型．结果表明：火区阻力包括摩擦阻力和加速阻力两部分；在火区长度较大时，摩擦阻力将成为火区阻力的主要部分；在火区长度较小时，加速阻力将成为火区阻力的主要部分；忽略烟气质量的增加及组分的变化会导致火区温度计算结果过高，进而可能造成火区通风阻力计算结果的明显升高．     

剧院舞台的火灾流场分析

由于舞台的火灾负载较大，各种用电设备复杂，所以引起火灾的危险性较大，而且人员较为密集，疏散速度较慢，故需对烟气的扩散进行有效的控制，以保证观众及时、安全地疏散。本文根据火灾时烟气的发生和流动状态，提出利用空气幕作为控制烟气扩散的手段，达到观众安全疏散的目的。本文通过对烟气量及烟气流场分析，用数学的方法建立舞台空气幕风量计算的数学模型。     

某火车站火灾烟气流动及人员疏散安全研究

利用FDS软件对以某火车站大空间内烟气的扩散情况进行了三维数值模拟,同时还对人员疏散情况进行了模拟.分析了各个火灾场景的模拟结果,通过比较必需安全疏散时间RSET（Required Safe Egress Time）和可用安全疏散时间ASET（Available Safe Egress Time）,对各火灾场景下人员的安全进行了评估.     

住宅建筑内火灾高温烟气流动规律试验研究

以住宅建筑火灾安全为研究背景,利用多室多层住宅建筑缩比模型,进行了空间构造形式对室内火灾升温及高温烟气流动影响的试验研究。重点考察了不同火源点情况下,各房间内部的升温模式和温度分布,间接分析了高温烟气流动的规律。试验结果表明,住宅建筑的枢纽空间构造形式、房间门上方垂壁及各房间的相对位置对室内高温烟气的流动具有较大的影响。室门上方垂壁能够有效阻止高温烟气的扩散,室内外温差要高于无垂壁房间;非起火房间的室门开启方向与起火房间相对时,高温烟气的进入量要高于两者开口同向或平行情况。     

住宅建筑内火灾高温烟气流动数学模型

以住宅建筑火灾安全为研究背景,根据多室实体住宅建筑模型室内火灾升温及高温烟气流动影响的试验结果,重点讨论了起火房间尺寸、门洞尺寸及枢纽空间等3个主要空间构造因素对室内高温烟气流动影响。以质量守恒等相关热力学和流体力学基本概念建立了住宅空间单室尺寸与高温烟气分布的几何关系模型;利用动量守恒控制体法建立了开敞空间的开口尺寸与烟气扩散的关系模型。分析表明,住宅建筑火灾安全应充分考虑空间构造形式的影响;通过对烟气流动模式的独立房间尺寸设计和房间连通形式设计,可以有效地控制室内温度分布和烟气流动路径。     

并联旁侧支路风流逆转次序的实验研究

为研究上行通风网络火灾中并联旁侧支路风流逆转次序的问题,设计并制作了一个包含3条并联支路的小型模拟实验台.在其中1条支路中设置了燃烧器,用来模拟火灾支路;另两条模拟旁侧支路.取旁侧支路长度及初始风速(点火前的风速)的不同组合,分别进行模拟实验.利用热线风速仪和烟迹观测了两条旁侧支路中风流逆转的过程.结果表明:上行风流火灾中两条并联的旁侧支路可以在不同时刻发生风流逆转;风流逆转次序取决于两条支路长度与初始风速的乘积之比;长度与初始风速乘积较小的支路将较早发生风流逆转.     

含吹拔空间的高层建筑火灾烟气流动数值模拟

研究设有吹拔空间的高层建筑烟气流动及火灾蔓延特征,分析其对防火分区和安全疏散的影响。采用性能化消防设计的方法对某设有74.65 m、55.95 m双吹拔空间的一类高层建筑建立火灾发展模型、设计火灾场景、用CFD火灾模拟软件进行数值模拟。结果表明该建筑利用吹拔空间自然排烟时各火灾场景均能满足各层人员疏散的性能指标,在吹拔空间四周环廊上设置挡烟垂壁影响烟气的顺畅排出,缩短了危险来临时间,增大了火灾的危害性。提出吹拔空间式建筑宜利用烟囱效应优先采用自然排烟方式,烟气控制宜疏堵结合,以疏导为主的设计理念。     

油气两相流温降计算方法的研究

油气集输管线的沿程温降主要与压降、总传热系数有关,而油气两相流在沿程的流动过程中不稳定,流态多变,导致了压降的计算方法有着很大的区别。在考虑了平均含气率与焦耳-汤姆逊效应对温降的影响后,建立了集输管线的油气两相流温降数学模型,采用了贝克流型划分法对油气两相流进行计算,其计算结果优于苏霍夫公式所计算的结果,说明了该计算方法能够提高油气两相流温降计算的精度。