火灾现象与非线性(Ⅱ)--突变火灾学

指出突变是引发火灾或使灾害扩大最重要的非线性机制之一,在火灾过程中大量存在.阐述了突变火灾学的主要任务在于分析火灾系统中非连续性现象的突变机理,寻找火灾系统非连续性现象的控制途径,定性分析火灾系统动力学特性,及对火灾系统非连续性现象进行突变分类.认为其它学科如物理学、化学、生物学、地学、天文学、灾害学乃至社会科学也可采用类似的方法建立相应的突变学分支学科和相应的突变分类方法.从突变动力学观点分析了辐射控制下均温热爆炸系统的突变特性,揭示了该系统的点火行为具有尖点突变机理.     

火灾现象与非线性--非线性火灾学(I)

构建了非线性火灾学及其相关学科体系结构,探讨了煤矿重大伤亡事故及可燃物点火、熄灭现象的非线性机理．指出了非线性火灾学可能应用的领域,由此将可能产生一批新的非线性火灾学分支学科．     

火灾现象与非线性——非线性火灾学（Ⅰ）

构建了非线性火灾学及其相关学科体系结构,探讨了煤矿重大伤亡事故及可燃物点火,熄灭现象的非线性机理,指出了非线性火灾学可能应用的领域,由此将可能产生一批新的非线性火灾学分支学科。     

突变理论在火灾轰燃的应用分析

为了介绍突变理论在火灾轰燃领域的应用,论文以腔体为例,描述了热平衡方程建立、无量纲化、微分同胚转换、势函数确立、二维空间的突变分岔集及其分析等环节,并对尖点突变和燕尾突变模型的应用作了分析.燕尾突变模型中包含三个控制变量;u,v,w,比尖点突变模型多一个,模拟计算得出的轰燃热烟气层温度与实际情况更相符,能很好解释腔体火灾突变现象.     

在建建筑火灾轰燃数值仿真研究

为研究在建建筑特殊火灾的轰燃现象,建立火灾能量守恒方程,基于燕尾突变理论确定突变势函数,计算出在建建筑火灾轰燃时上层烟气的临界温度。利用模拟软件FDS对在建建筑不同施工场景进行仿真模拟,得到火灾特征参数值。结果表明：不同施工阶段的火灾可燃物不同,发生轰燃的时间点不同;随着通风风速的增加,火灾热释放速率增长逐渐放缓,烟气可见度增长加快,一定的通风速度有助于提高排烟效率;不同火源位置火灾特征不同,狭窄空间更容易发生轰燃,未封闭楼梯间处烟囱效应明显。     

通用突变控制方法及其在潜艇中的应用

运用非线性动力学和突变理论,研究了高维系统建立具有理想特性突变的控制方法.引入冲失滤波器保证系统平衡点不变,并利用隐式判据、中心流形定理以及规范形法确定控制增益.以潜艇空间运动为例,阐述计算的全过程.该控制方法简便、快捷,可广泛应用到实际控制系统的设计中.     

基于SVM的多传感器火灾报警系统

为提高火灾报警系统的灵敏性和可靠性,将温度传感器、烟雾传感器、二氧化碳传感器和一氧化碳传感器探测到的数据作为多分类SVM的输入,利用SVM的分类泛化能力实现火灾信号的识别.仿真结果表明,基于SVM的多传感器火灾报警系统能准确地识别多种火灾信号,提高系统的抗干扰能力.     

巷道火灾对通风系统影响的全尺寸实验与模拟

井下巷道火灾会改变通风系统正常运转而威胁矿井安全生产,为了探索巷道火灾对整个矿井通风系统的影响,开展全尺寸巷道实验,并结合数值模拟对U型工作面进风巷火灾特点进行研究.结果表明:该火灾燃烧状态为燃料控制型,但在火灾初期产生了较高的CO浓度,这主要与皮带的特殊燃烧行为有关;烟气温度纵向衰减不具有连续性,每次烟气撞击转弯端墙...     

用窒息法扑灭坑道油料火灾的实验研究

对窒息扑灭坑道油料火灾的过程进行模拟实验 ,研究了坑道窒息灭火过程中烟气组分和温度的变化以及窒息灭火后可能的爆炸和复燃现象。对各种实验现象的机理进行了分析 ,其研究结果对窒息扑灭坑道中发生的油料火灾具有一定的指导意义。     

秦皇岛市某仓库三种火灾蔓延等级下火灾特性的数值模拟研究

火灾是危及人民生活的最频繁灾难之一,科学防火成为未来消防安全的重要方向.火灾发生时会产生大量的热,并同时释放对人体有害的燃烧产物.文中以秦皇岛市某仓库为例,使用流体动力学软件Fluent对中等、快速和极快三种火灾蔓延等级下火灾特性开展数值模拟.分析火灾发生后,温度场的分布特性和燃烧产物(CO、CO2)的流动特性,及其影...     

高温下预应力筋和非预应力筋的力学性能

通过对２１根φ１６月牙纹钢筋、４５根φ１２及φ８光圆钢筋,２４根φ５高强碳素钢丝高温下的力学性能试验,研究了预应力钢筋和非预应力钢筋性能在高温下 变化规律。     

粉末冶金材料塑性平面应变广义上限法

粉末冶金材料是塑性可压缩材料，其塑性理论方法有待于深入研究。基于粉末冶金材料的屈服条件和塑性势理论，导出了该类材料的塑性本构关系、平面应变屈服条件和屈服轨迹方程，揭示了其平面塑性变形的屈服面、滑移和速度间断等基本规律。基于此建立了粉末冶金材料平面应变广义上限法，并以平面应变挤压为例说明了该方法的应用。     

论科学伦理规范的法制化趋势

科学的社会建制经历了小科学和大科学两种不同的社会建制。不同的社会建制条件下有不同的科学伦理规范和与此相应的伦理保障机制。大科学时代，科学伦理保障机制应由科学权威结构的激励系统向科学法制化结构的约束系统转变，这体现了科学伦理规范的法制化趋势。     

基坑土钉支护的突变分析

尝试着将系统科学中的突变理论引入到土钉支护的理论分析当中来,从传统的研究事物连续、光滑、不间断的变化转入到研究事物不连续变化的工作中来.研究中使用了突变理论中最常见的折叠型突变和尖点突变,分别对土钉支护体系中的土体和土钉与土体之间的粘结摩擦力进行分析,以势函数为响应变量,以基坑侧向位移为主要的控制变量,求解出了基坑发生突变时的临界位移,并通过临界位移,对开挖中的基坑进行安全性的评价.通过具体工程的分析,计算出了土钉支护体系发生突变的两种主要破坏方式的临界位移,对比两种临界位移,判断土钉支护体系的破坏形式.     

A numerical method for multiple cracks in an infinite elastic plate

This article examines the interaction of multiple cracks in an infinite plate by using a numerical method. The numerical method consists of the non-singular displacement discontinuity element presented by Crouch and Startled and the crack tip displacement discontinuity elements proposed by the author. In the numerical method implementation, the left or the right crack tip element is placed locally at the corresponding left or right crack tip on top of the constant displacement discontinuity elements that cover the entire crack surface and the other boundaries. The numerical method is called a hybrid displacement discontinuity method. The following test examples of crack problems in an infinite plate under tension are included： “ center-inclined cracked plate”, “interaction of two collinear cracks with equal length”, “interaction of three collinear cracks with equal length”, “interaction of two parallel cracks with equal length”, and “interaction of one horizontal crack and one inclined crack”. The present numerical results show that the numerical method is simple yet very accurate for analyzing the interaction of multiple cracks in an infinite plate.     

Synergistic instability of coal pillar and roof system and filling method based on plate model

The security challenges from room and pillar gobs include land subsidence, spontaneous combustion of coal pillars and mine flood caused by gob water. To explore the instability mechanism of room and pillar gob, we established a mechanical model of elastic plate on elastic foundation in which pillars and hard roofs were considered as continuous Winkler foundations and elastic plates, respectively. The synergetic instability of pillar and roof system was analyzed based on plate bending theory and catastrophe theory. In addition, mechanical conditions and math criterion of roof failure and overall instability of coal pillar and roof system were given. Through analyzing both advantages and disadvantages of some technologies such as induced caving, filling, gob sealing and isolation, we presented a new filling method named box-filling, in view of box foundation theory, to control the disasters of ground collapse, water inrush and mine fire. In a gob’s treatment project in Ordos, safety assessment and filling design of a room and pillar gob have been done by the mechanical model. The results show that the gob will collapse when the pillars’ average yield band is wider than 0.93 m, and box-filling can control land collapse, mine flood and mine fire economically and efficiently. So it is worth to study further and popularize.     

岩体结构面模拟方法探析

结合盐津桥水库右岸岩体结构面的实际情况,综合考虑结构面的几何特征和力学特征,针对不同类型的结构面,先运用蒙特卡洛（Monte-Carlo）方法获得随机结构面的几何参数,再利用有限元软件ANSYS对确定性结构面进行数值模拟,以获得有效的结构面模拟方法。此方法有效地解决了难以对数量多、尺寸小的随机节理进行逐条模拟的问题,又从变形和强度的弱化方面把节理考虑进去,与现实情况近似,是一种行之有效的方法。     

思维方式:中国近代科学落后的深层探析

古代曾经辉煌灿烂的中国科学为什么会在近代衰落,这是近代以来几代中外学者关注、思索的所谓“李约瑟难题”。本文系统地从思维方式的角度,运用比较学方法,比较深入地剖析了中国传统思维方式,特别是其长于综合短于分析,强调模糊缺乏精确定量,重思辨而轻实证,满足于直观外推和经验比附的方法,以及一元性压抑创造性等特点,对近代科学衰落的深层影响。文章特别指出,现代思维方式（以西方为代表）出现了重综合、重直观、重模糊等倾向,但这是西方分析型思维、逻辑手段与定量化方法高度发展后的“回归”,是否定之否定式的“回归”。我们在思维方式上,肩负着补课与发展的双重任务。也唯其如此,中国科学才有全面赶超西方之希望。     

自然火灾条件下约束钢梁可靠性分析

为研究钢构件的火灾性能及火灾条件对结构可靠性的影响,采用非线性有限元法,基于蒙特卡洛原理建立了约束钢梁的可靠性模型;采用参数化方法研究自然火灾模型的随机变量以及防火保护层厚度对钢构件可靠性及灵敏度的影响.结果表明:火灾随机变量对钢梁可靠性的灵敏度不同,火灾最高温度Tm影响最大,形状参数sc影响最小;可靠性随最高温度Tm和形状参数sc的增大而降低,随达到最高温度所需时间tm的增大而增高;随火灾随机变量标准差的增大而降低.在一定范围内,适当增加防火保护层厚度可明显降低构件的失效概率.因此降低火灾最高温度、延长达到最高温度所用时间,减小形状参数,可以增加结构的耐火时间,提高结构的可靠度.应根据工程要求,确定最佳防火保护层厚度.所采用的模型为定量分析钢构件在随机火灾下的可靠性以及评估构件在火灾中的失效风险提供了研究基础.