单室火灾的数值模拟研究

采用大涡模拟和混合分数燃烧模型，对单室火灾进行了数值模拟研究。对混合分数燃烧模型的不足进行了分析，并指出了改进的方向。比较了喷淋和无喷淋状态下单室火灾的烟气发展规律及燃烧产物成分的变化情况。计算结果表明：由于喷淋的加入，可燃物的不完全燃烧性增强，导致烟气中烟灰成分大量增加，二氧化碳等产物的生成量呈减少趋势；对不同燃烧释热率的火灾情况进行了数值模拟，随着火源释热率的增大，室内热烟气的温度增高得更快，热烟气温度层下降的速度越快，下降的高度越低。单室内火灾热烟气的温度分布呈明显的分层现象，可以将场模拟中的烟气层转换为上下两层相互区分的热烟气层和冷烟气层。     

运用有限元法计算热桥对围护结构热工性能的影响

热桥是围护结构保温系统中的热量流动发生突变的部分。基于软件Therm的模拟,采用有限元法,本文首先分析计算了L形墙角这一典型热桥的热流量。并以一栋公寓楼为例,计算热桥阳台和热桥女儿墙的线性传热系数,计算结果表明,阳台、女儿墙和墙角三种热桥形式使整体围护结构热损失增加约6%,其平均传热系数增加约0.05 W/(m~2·K)。     

阳台吊顶热泵机组的提出及其性能改善

针对我国冬冷夏热地区应用的常规家用热泵型空调系统存在的弊端,本文提出了一种新型的阳台吊顶暗装空气/空气热泵机组;分析了由于利用排风和阳台集热作用,使夏季冷凝温度降低和冬季蒸发温度升高,从而改善了该热泵机组性能;最后通过算例说明,冬季空气在阳台内集得可再生能源太阳能和室内向阳台散失的热量,从而进一步改善机组冬季制热运行时的效率。     

基于小室安全的大空间建筑火灾CFD模拟

基于小室火灾安全设计概念和简化的固体可燃物燃烧模型,利用Fluent对小室火灾中热烟气的温度分布及烟气运动情况进行了数值模拟。验证了小室火灾的燃烧模拟采用部分预混模型的适用性。比较分析了机械排烟启动时小室内火灾烟气运动状况和CO变化情况。结果表明:小室火灾热烟气温度分布有明显的分层现象;火灾后机械排烟系统启动,可有效降低火场内的CO浓度。该研究对建筑物烟气控制系统的工程设计以及人员安全疏散研究具有参考价值。     

室内烟气运动影响因素模拟研究

运用FDS模拟室内火灾烟气的运动规律,分析烟气层稳定性,以及门的尺寸、火源位置和火源面积对烟气温度及高度的影响。结果表明,具有稳定热释放速率的火源,燃烧一段时间后烟气层高度不会随时间发生变化;烟气层高度随门的高度和宽度增加而升高;火源处于房间中心时,烟气层高度随着门宽度增加迅速升高,与门高度的关系较小;随着火源面积增加,烟气层高度下降,温度升高。     

防排烟系统对拱形地铁站厅烟气蔓延的影响

地铁站厅防排烟系统对人员安全疏散具有致关重要的作用。通过烟气层沉降理论分析,编写了适用于拱形地铁站厅火灾烟气蔓延区域模型程序,研究不同机械排烟量下烟气沉降高度随时间的变化规律。研究表明,随着排烟量的增加,烟气层沉降速度变慢,排烟量为28.4 m³/s时,360 s左右烟气层方才达到溢出口高度,该设计排烟量能满足人员安全疏散要求。通过火灾动力学软件FDS数值模拟的方法,研究不同排烟量和挡烟垂壁高度对地铁站厅能见度、CO浓度的影响。研究表明,烟气从高大站厅空间向狭小的通道空间溢出,容易在通道出口处形成烟气堆积,导致通道出口处能见度最低,CO浓度最高;验证了烟气层沉降理论计算地铁站厅烟气排烟量可以满足人员安全疏散的要求;设置挡烟垂壁可以提高地铁站厅的能见度和降低其CO浓度。     

水喷淋控制下小室火灾的数值模拟研究

研究了水喷淋控制下对小室火灾发展过程的影响，结合一安装有水喷淋的实体小室，采用数值模拟方法进行了初步分析，设计了没有喷淋、0．1MPa喷淋控制和0．2MPa喷淋控制等三种工况。结果表明，水喷淋的启动，虽然可以控制火灾的发展，降低小室内的烟气温度，但也会增加烟气的生成量，使溢出的烟气增加。同时，水喷淋的压力增加，小室内的烟气温度继续下降，CO、炭黑以及水蒸气的生成量也会随之增加。这些都对大空间的人员安全疏散以及大空间整体的消防安全带来很大的影响。     

基于FDS的古建筑火灾发展过程研究

以某砖木结构单层古建筑作为研究对象,利用FDS建模并对古建筑火灾进行数值模拟研究,分析火灾过程中热释放速率、火场温度、能见度和CO浓度变化规律,对古建筑火灾危险性进行综合评价。古建筑火灾过程中氧气供应不足为主要限制因素,火场热释放速率先升高再降低,之后再上升;火场内能见度低,CO浓度高,严重影响人员疏散与火灾扑救。火灾过程中古建筑屋顶与屋檐处积聚大量热量与烟气,易烧毁。     

细水幕阻断走廊烟气运动的数值模拟

建立长20m的走廊模型,利用FDS分析不同施加方式下细水幕对于建筑走廊中烟气的阻断效果。设置4个火灾场景模拟走廊内温度、热释放量、烟气层高度、遮光率、CO2浓度及O2浓度。模拟结果表明:细水幕可以有效阻断烟气扩散,降低走廊的环境温度,稀释吸收有害气体。采用上下垂直施加细水幕可以有效降低走廊内烟气的温度和高度,增大走廊能见度,减缓氧气的下降速率。     

室外风对高层建筑竖井内烟气运动影响的数值模拟

采用火灾模拟专业软件FDS对不同火源位置、不同风向条件下火灾烟气的运动进行模拟,测定典型位置处温度、速度、CO及CO2体积分数变化情况。实验结果表明:在近地风场中,风向对竖井内烟气蔓延的影响大小顺序为迎风>背风>侧风,竖井开口位于迎风面时,外界风对竖井内烟气运动影响最大:火源位于中性面以上时,烟气通过竖井与前室的开口向竖井内蔓延,并向下运动;而火源位于中性面以下时,前室内烟气向外部运动,竖井内无烟气流入。