火灾计算机模拟软件介绍

火灾对社会生产和生活危害极大的灾害,由于发生迅速、伤害严重,预控成为主要的防灾方式.计算机模拟软件能够对火灾情况进行详细分析,对火灾的发生情况进行预判,本文分析了现有火灾模拟软件的应用情况.     

化学品贮罐火灾爆炸模拟评价方法的研究及软件开发

大多数危险化学品都具有火灾爆炸危险特性，尤其是化学品贮罐，一旦发生泄漏事故，遇到火源，极有可效预防和扑灭贮罐火灾爆炸的关键。应用计算机来模拟评价危险化学品贮罐火能发生灾难性的火灾爆炸事故。研究火灾的发生、发展规律，预测其危险性是有灾爆炸事故的后果及其对环境的影响已成为更为可行的手段。针对化学品贮罐的危险特性，研究了贮罐火灾爆炸模拟评价的方法，并据此开发一种化学品贮罐火灾爆炸模拟评价软件。软件系统主要由贮罐重大危险源辨识系统、火灾爆炸模拟评价系统和后台数据库系统等3个子系统组成。应用表明，本软件可进行重大危险源辨识和快速分级，能够对每种事故伤害模型的后果（危险区域范围、人员伤亡和经济损失等）进行定量的模拟计算和定性的等级划分。     

基于Flotherm的热式汽车空气流量计热模拟分析

空气流量计是汽车众多零部件中很重要的传感器,利用Flotherm软件建立了两种热式汽车空气流量计的三维模型,并对两种方案进行热模拟,比较不同方案对流量计散热性能的影响,所得结果对于热式汽车空气流量计的设计有一定指导意义.     

基于CFAST的建筑物火灾中烟气模拟的实现

传统的消防预案无法充分和直观地表现建筑物空间结构,火灾模拟可以在一定程度上满足对火灾预测的需求.在火灾数值模拟方法中,区域模拟方法有其独有的优势,它对计算机硬件要求较低,计算结果与实验结果符合的较好.以CFAST为代表的区域模拟软件得到了广泛应用,但是CFAST的操作复杂,模拟结果无法显示烟气浓度.对CFAST接口标准进行分析,将三维建筑物建模软件作为CFAST的建模工具,并将CFAST数值模拟结果显示在该软件的建筑物模型中.可以动态显示出不同时刻烟气浓度,弥补了CFAST在可视化方面的不足,为消防人员制定火灾救援预案提供参考.     

基于遥感和CFD模拟的城市绿地形态对热环境的影响研究

为探寻不同绿地分布形态对城市热环境的改善效果及差异,结合遥感技术和CFD(Computational Fluid Dynamics)数值模拟方法,对城市中五类常见的绿地布局形式的温度场进行数值模拟。利用遥感影像以及LIDAR数据建立三维模型,并通过实地测量温度值对ENVI\|met软件模拟结果的真实性做了检验,得到在不同高度上不同绿地分布形态的温度场模拟结果。实验结果表明:将CFD技术引入城市热环境研究这一思路是可行的,根据典型绿地分布形态的热环境模拟分析,不同分布形态在不同高度上具有不同的降温效果。地表处点状分布效果最好,2 m处楔状分布效果最好,而在10 m左右的高空条带状的降温效果最好。
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煤矿硐室电缆火灾数值模拟

为掌握煤矿硐室电缆火灾的发展演化规律,利用FDS软件对煤矿硐室电缆火灾发展过程中烟流、一氧化碳浓度、氧气浓度、温度进行了数值模拟。结果表明:①随着煤矿硐室电缆火灾发生时间的推移,烟流会加速蔓延至整个硐室,硐室内一氧化碳浓度先升高后降低并最终趋于稳定,氧气浓度先降低后升高并最终趋于稳定,温度先上升后降低并最终趋于初始温度。②回风巷中一氧化碳浓度、氧气浓度波动剧烈,温度波动相对较小,而进风巷中一氧化碳浓度、氧气浓度、温度均未受火灾影响,因此进风巷可作为安全逃生通道。③火灾发生后60s内,硐室中烟流蔓延范围较小且集中在硐室中上部,一氧化碳浓度、氧气浓度、温度均处于安全范围内,此时为最佳逃生时间。     

PHAST软件对液化天然气泄漏扩散的研究

天然气在现代生活中应用越来越广泛,为了在紧急情况下能够正常供应液化天然气,我国的部分城市已建造了大型液化天然气储罐。由于液化天然气易燃易爆性,模拟其发生火灾爆炸的可能性具有重大的借鉴作用。本文运用挪威DNV公司研制的PHAST软件输入发生事故时的真实场景,包括设备类型,物质种类,存储参数,泄漏方式,周围环境(大气温度、湿度、稳定度、风速)等设置,模拟液化天然气储罐发生不同的泄漏事故,绘出能够真实描述事故危害的计算机图表、报告等评价结果。运用PHAST软件模拟得出不同的孔径,不同的风速,不同大气稳定度的条件下,泄漏扩散浓度定量分析的结果,通过下风向距离,云团宽度来描写火灾爆炸区域,为提高我国液化天然气的安全管理水平,降低事故风险提供依据。     

奥运场馆火灾分析中软件集成方法的研究

根据奥运场馆防火安会分析的需要，研究了火灾模拟和结构分析一体化系统的集成方法，并开发了结构火灾模拟分析系统——SFSAS系统，该系统基于AutoCAD图形平台进行二次开发，通过快速建模系统和前处理模块、模型转换模块、数据共享模块以及后处理模块，将FDS和ANSYS集成，形成一个一体化拿过程的分析系统，利用该系统对奥运场馆进行火灾安全分析，可以为场馆结构的防火设计和结构安全评估提供依据。     

基于LoRa技术的村镇天然气泄漏检测系统

随着我国农村"煤改气"计划的推进,我国对农村地区天然气使用安全问题越来越重视.针对这一问题,本课题基于LoRa远距离通信技术设计了一种适用于村镇的天然气泄漏检测及火灾报警系统.该系统结合LoRa无线通信、GPRS移动通信、万维网、嵌入式等技术,构成了由终端节点、集中器及监控端组成的报警系统.在系统设计中,首先通过ATK...     

基于趋势特征向量的火灾烟气流动与温度分布预测

火灾发生时烟气流动与温度分布预测是建筑和消防领域中的热门技术.针对现有的火灾烟气流动与温度分布预测工作烦琐、预测准确度低的现状,提出基于趋势特征向量的火灾烟气流动与温度分布预测模型,用深度学习方法进行相关数据的训练与预测,对揭示火灾发生及其发展规律有重要意义,可为火灾扑救和人员疏散提供辅助信息.所提模型能够抽取火灾时间...     

苯管线泄漏扩散过程的模拟研究

石化企业经常发生的中低度污染随着人们对环境的日益重视而得到研究者的关注。本文针对某石化企业苯管线中度泄漏的情况,采用CFD模拟软件分析了泄漏时间及气象因素对苯污染物扩散过程的影响规律。模拟结果表明,苯管线泄漏后在泄漏口附近苯的浓度值较大,随着泄漏时间的增加,高浓度苯扩散范围变大并影响周边的居民区。随着风速的增加,泄漏扩散距离增加,居民区附近苯的浓度增大。大气稳定不利于苯的扩散。     

基于激光气体分析的矿井火灾预警装置

分析了半导体激光吸收光谱技术监测气体浓度的基本原理,根据采空区煤自然发火的特征,采用气体分析法设计了一种基于激光气体分析的矿井火灾预警系统。依据煤自燃过程中各阶段释放标志性气体不同的特点,以及采空区三带静态分布的理论,给出了定性和定量判断采空区煤自然发火状况的判定方法,为矿井安全奠定了基础。     

基于元胞自动机的普通超市火灾疏散模型的构建

通过分析已有的元胞自动机理论,结合人员疏散的特点,构建了考虑出口吸引力、火灾排斥力、摩擦力、排斥力和从众吸引力的普通超市火灾疏散模型。该模型充分考虑了多个因素对疏散过程的影响,对影响因素进行归一化处理,以综合影响因素建立的元胞转移强度作为行人移动规则。针对超市疏散人数、出口宽度及相隔距离、从众心理对疏散时间的影响进行了研究,并采用仿真疏散软件Pathfinder+FDS对模型进行验证,说明疏散模型具有一定可信性。研究表明行人疏散时间随人数呈线性正相关,人数存在临界值;出口宽度越宽或出口越多疏散时间相对越短,当达到出口阈值时对疏散时间影响不大;在陌生疏散环境或紧急情况下适当的从众行为会提高疏散效率。     

基于瞬态模型的井下抽采主管道泄漏定位方法研究

针对现有煤矿井下瓦斯抽采主管道漏点定位大多采用单一定位方法,存在适用性差、效率低、易受环境影响等问题,结合流量平衡法、负压波法和小波降噪原理,提出了一种基于瞬态模型的井下抽采主管道泄漏定位方法。首先分析了管道首末两端流量变化规律及差值大小,排除干扰信号,利用流量平衡法对管道泄漏状态进行定性分析,判断管道是否泄漏:比较正常运行及发生泄漏情况下的流量变化,当管道首末两端流量差大于管道流量差阈值时,即为工况改变或发生泄漏;然后根据负压波在管道内的传播机理,采用小波降噪技术对压力信号进行消噪处理,结合邻域差值法寻求信号突变点;最后通过泄漏定位公式计算漏点位置,从而实现对管道漏点位置的有效定位。仿真分析结果验证了该方法的准确性。     

基于VR技术的火控系统仿真平台

利用虚拟现实技术,研究了防空火控系统仿真平台的设计与实现.给出了系统的硬件和软件总体架构,重点讨论了软件部分的实现方法.该仿真平台是基于Windows NT,利用World Tool Kit for NT、Opcn GL和VC 6.0等工具实现的,并已部分产品化投入使用.     

天然气长输管网的模拟与优化模型研究

针对天然气长输管网能耗高的问题,研究了基于Aspen Plus的计算机模拟模型及优化算法。采用BWRS热力学方法,考虑了燃气轮机消耗天然气对管网的影响,并采用Calculator模块计算燃气消耗量,建立了天然气管网模型。以压缩机站能耗最低为目标函数,以节点流量、压力、压缩机转速为操作变量,以压缩机特性参数、各节点流量、压力、管道的压力限制等为约束条件,采用SQP算法(序列二次规划法)对含15个节点、9条管段、6个压缩机站的循环天然气管网进行优化,分别采用不同的压降计算方法,并得到了各最优管网运行方案。与文献值相比,该方案燃料消耗速率降低24.2%。相对于不考虑天然气消耗的管网,该优化方案使得能耗降低1772.6 k W。燃料消耗速率降低4.83%。不同压降计算方法优化结果表明,采用Weymouth法能耗最高,AGA法次之,Panhandle B法最低。     

基于多通道声发射检测系统的管道气体泄漏位置定位方法研究

为了自主开发基于声发射检测原理的管道气体泄漏位置定位系统,研制了基于四通道声发射检测系统的管道气体泄漏模拟实验装置。在测定声波沿管壁传播速度基础上开展了管道气体泄漏检测实验,通过改变声发射传感器与泄漏孔的在管道壁面的相对位置来模拟泄漏孔位置的变化。采用小波去噪和滑动平均滤波方法对所采集的泄漏信号进行了处理,利用互相关算法求取了各传感器之间的延迟时间,进而基于时间差提出了泄漏孔的定位算法。实验结果表明模拟管道上泄漏孔的定位结果相对误差低于4.0%,该系统对泄漏位置的定位精度满足行业标准和国家标准的要求。通过优化设计声发射信号的采样频率、管道材质、管道壁厚和传感器端面面积等能够进一步提高定位的准确度。     

基于函数链神经网络的管道煤气流量计量系统

在管道煤气计量系统测量中引入了管道煤气相对湿度修正,并对采用湿度传感器转换相对湿度信号,利用函数链神经网络对管道煤气工况温度下所对应的水蒸汽饱和压力进行了拟合,得到了基于函数链神经网络的管道煤气流量计量模型和在线计量系统,从而可以大大简化管道煤气流量计量软件,在流量计设计范围内可以快速准确地实现管道煤气流量实时在线计量。实际应用结果表明:该计量系统测量管道煤气流量误差为±0.7%。