某办公室火灾数值模拟研究

本文以某办公室为背景,根据具体情况,在最有可能发生火灾的两个火灾场景下利用火灾动力学软件——FDS进行数值模拟分析。得出在两个不同火灾场景下的安全疏散时间,以及房间发生轰然的时间。并对两个火灾场景结果进行对比。发现发生在房间中间某处的火灾比发生在靠墙处的火灾危险性大,火势易蔓延,容易轰然。     

地铁站厅至站台楼梯口风速对火灾烟气运动的影响

地铁车站站台发生火灾,连接站厅与站台的楼梯口保持一定风速,可阻挡烟气向站厅蔓延并为人员疏散提供诱导气流.为研究楼梯口风速对车站火灾烟气运动的影响,试验对不同排烟模式下楼梯口风速进行测量,建立数值计算模型进行模拟.结果表明:火灾场景下楼梯口风速大于无火源场景下风速,因此常规楼梯口风速校核设计方法由于没考虑真实火灾情况下各种因素的复杂作用,需进一步改进;楼梯口附近起火,烟气易从挡烟垂壁溢出向站厅层蔓延,站台火灾时站厅层为送风状态,存在溢出烟气时站厅层烟浓度可增至大于站台层;站台公共区着火,增开隧道风机,能够增加楼梯口风速,但由于对流场的扰动,破坏了烟气分层,使烟气充填区域增大,因此,防排烟系统设计中科学组织烟气流动、合理控制烟气运动路径与控制排烟量同等重要.     

某体育馆火灾烟气特性数值模拟研究

采用数值模拟方法研究某体育馆的火灾发展过程,探讨火灾蔓延和烟气运动对人员逃生的影 响．通过描述火源、体育馆的结构及其内饰物的属性,研究体育馆内关键位置的温度分布、烟气运 动、能见度以及ＣＯ和Ｏ２ 体积分数的变化规律,以便揭示体育馆的火灾发展、烟气运动过程以及对 人员安全疏散的影响．结合烟气温度、能见度和ＣＯ体积分数的模拟结果得出关键位置的可用安全 疏散时间（ＡＳＥＴ）．结果表明：靠近火源的一层北部通道可用安全疏散时间仅为一层南部通道的 ３６％．因此,一旦发生火灾,体育馆内人员应从远离火源位置的南部通道迅速撤离．     

高校宿舍火灾数值模拟与分析

高等院校人数众多,居住范围集中,存在众多的安全隐患,一旦发生火灾就会造成重大的不可挽回的损失,给学校和社会带来较大的负面影响．宿舍灭火以及人员疏散的关键在于掌握火灾发生时的重要参数变化．采用美国国家标准和技术研究院（NIST）开发的FDS（Fire Dynamic Simulator）软件,建立高校宿舍模型,对宿舍火灾进行全尺寸模拟．通过模拟实验给出了火灾发生过程中室内和走廊中的烟气运动、温度和氧气体积分数的变化规律．     

地铁站深基坑稳定性监测与数值模拟分析

为研究深基坑开挖对支护结构与周边环境的影响,以合肥要素大市场地铁站为研究背景,采用数值模拟、物理模拟与现场监测的方法,分析了深基坑围护结构、内支撑与周边地表沉降规律。结果表明：随着基坑向下开挖,围护结构水平位移逐渐呈现出“弓形”的变化规律,在地表以下15 m处达到最大值22.3 mm;基坑周边地表的沉降值呈现出“勺形”的变化规律,其沉降峰值为15.4 mm,峰值点出现于距离基坑边缘12.5 m处;各层支撑轴力峰值在设计轴力的21%～58%,各指标的变化都在安全控制范围内;相似模型围护结构侧移量及土体变化规律与现场监测数值基本吻合,该车站深基坑的支护结构方案合理有效,可为合肥地铁站后续深基坑支护设计提供理论指导。     

合肥某泡沫厂火灾过程数值重构

工业厂房火灾因为其易发生、损失大是目前消防部门十分关注的一类火灾。研究分析厂房火灾的发生、发展对消防法规的制定和消防监督工作有重要意义。本文运用FDS软件对某泡沫厂火灾进行了数值重构。计算结果很好的重现了火灾的发展过程,通过对火蔓延、温度场等的分析认为,该类厂房火灾荷载大,火势凶猛,容易发生轰然,采光带的烧穿虽然会扩大火势但有利于消防补救。     

高层建筑火灾燃烧规律的数值模拟研究

以高层建筑为研究对象,应用FDS软件对高层建筑火灾燃烧规律进行数值模拟计算。得到了高层建筑火灾时的烟气运动、着火点附近区域温度变化、CO2浓度变化等火灾参数变化规律的数值模拟计算结果,计算结果显示,在高层建筑火灾发生300s左右时,火灾开始进入轰燃阶段,火场烟气迅速蔓延,火场温度迅速上升到600℃。数值模拟计算结果为高层建筑性能化防火设计及人员紧急疏散提供一定的理论依据。     

地铁站厅中商铺火灾试验研究

在考虑人为恐怖袭击行为情况下,采用地铁站厅中的商铺模型实体火灾试验研究了地铁站厅商铺的火灾场景,得出了模拟站厅商铺在火灾中的热释放速率、烟气浓度、温度及烟密度的变化规律：站厅商铺发生轰燃的时间为3 min 10 s,其最大热释放量为2.58 MW;随着燃烧的进行,CO2与CO浓度都快速升高;在轰燃后即出现CO的最高浓度,实测峰值结果是CO容许暴露最大浓度的2倍;烟气中存在大量的HCN,在3 min 29 s时出现HCN浓度是允许浓度的63倍;在商铺中整个发生火灾的过程中冷空气层高度始终低于0.97 m,热烟气层最高温度为451.9℃。     

地下车库火灾消防措施的数值模拟分析

采用FDS的大涡模拟和并行运算方法,以汽车表面覆盖燃料为火源,对某大型地下车库排烟系统和自动喷淋灭火系统的消防效果进行数值模拟分析。结果表明:排烟系统主要降低烟气浓度,有效改善能见度。水喷淋主要降低热释放速率,较好的控制火场温度,并能把烟气控制在顶棚附近,且与排烟系统联合作用时,能够更好地控制火势发展,有效扑灭初期火灾。为防火设计和方案评估提供参考依据,对减少火灾造成的人员伤亡和财产损失具有重要的意义。     

高层建筑火灾烟气迁移特性研究

基于FDS软件对某教学楼中烟气的迁移进行模拟,危害性气体CO在水平方向上的浓度演变非常相近,火源处产生的危害性气体成分能够沿着水平方向传播到远距离处而自身浓度的变化很小,CO的浓度峰值随高度呈现明显的阶梯变化。从本文介绍的数值模拟结果中得到证明：为什么火灾中大量的人员都死于远距离处,其主要原因可能是吸人了大量迎面而来的（而不是身后面赶上的）烟气中危害性气体CO,由此对建筑防火结构设计中针对高层建筑火灾烟气迁移问题提出了改进意见。本文的数值模拟计算为以后的全尺寸实验提供理论参考,对评价建筑物中的烟气危害性具有一定的指导作用。     

走廊烟气填充的数值模拟研究

为了研究走廊火灾的烟气填充过程及其规律,运用FDS 4.0火灾动力学程序对全尺度走廊进行火灾烟气模拟.结果表明:烟气前锋与走廊尽头墙壁碰撞前,走廊尽头附近的烟气下降得最慢,而碰撞之后烟气下降得最快,7 S内下降到0.7 m的高度.走廊尽头聚集了较厚的烟气,且距离火源越远,烟气层越厚,逆流现象越明显.通过顶棚下温度分布的模拟结果与实验结果对比可知,两者有较好的吻合,误差在6℃以内.FDS可以应用于预测走廊火灾,同时也说明了本文模拟方法与模拟结果的可靠性.     

火炕采暖效果影响因素的数值模拟和分析

目的分析不同影响因素对火炕提升室内温度效果的影响,确定火炕理想的结构形式.方法采用火灾动力学模拟软件FDS4.0,应用大涡模拟方法的场模型、辐射模型,模拟分析不同结构火炕的炕面温度、烟道进出口温度以及室内温度,确定理想的节能火炕模型.结果有挡烟板且下炕面离地高度为36 cm的吊炕,采暖效果最佳,其次为有挡烟板离地高度为24 cm的吊炕,无挡烟板的落地炕采暖效果最差.结论火炕内烟气的紊流度和流程密切影响火炕散热性能和室内温度,在吊炕模型中室内温度还与吊炕的下炕面离地高度相关,考虑到实际生活要求吊炕模型的离地高度应结合实际情况合理取值.     

地铁隧道开挖引起地表沉降的数值模拟研究

大中型城市修建地铁是未来城市建设的一个重要方向,但是城市中环境复杂,地表沉降控制要求严格。因此,研究隧道开挖地表沉降变化规律,对沉降控制具有重要的实践意义。文章运用有限元数值模拟方法对青岛某标段地铁隧道工程进行分析,结合数值计算结果与现场实测数据,研究隧道在由断面开挖对地面沉降变化规律的影响,对比实际隧道开挖的监控数据,模拟结果表明,地表沉降仍在安全范围内,可以为类似工程沉降控制提供参考。     

热释放率对单室开口中性面影响程度的数值模拟

单室火灾的研究一直是建筑火灾研究的重点,文章运用火灾模拟软件FDS对ISO9705标准房间火灾进行了模拟研究.讨论了火源为不同液体反应物时,不同燃料的燃烧表面积与单位面积热释放率的关系,结果表明FDS模拟单位面积的热释放率受网格粗细的影响并随燃烧表面积的增加而逐渐趋于稳定;将开口处温度、速度曲线和Steckler的实验结果进行比较分析,表明模拟结果曲线与实验结果曲线符合较好;改变热释放率的大小,分析开口处的流动特点,通过对理论计算结果与模拟结果进行分析表明,开口处中性面高度随火源热释放率的增加而逐渐降低.     

基于FDS的高层住宅建筑火灾数值模拟分析

以单元式高层住宅建筑为研究对象,本文应用FDS软件对其火灾烟气特性进行数值模拟计算,得到了单元式高层住宅建筑火灾烟气蔓延速率、可见度、有害气体浓度、火场温度等火灾烟气特性变化规律。计算结果表明:火灾发生60 s时,火场环境适宜人员疏散逃生;360 s时,火灾烟气对人员疏散逃生造成威胁。数值模拟结果可为单元式高层住宅建筑防火设计及人员疏散逃生方案提供理论参考。     

机械排烟下高压细水雾灭火效果的数值模拟

目的分析机械通风情况下,高压细水雾技术对单室油火的灭火效果,为高压细水雾灭火系统在地下大空间的应用奠定基础.方法采用火灾动力学模拟软件(FDS),应用大涡模拟方法的场模型、两相流模型、辐射模型,模拟分析火源中心面的温度、灭火时间、CO质量浓度等参数.结果得到在1 MW、1.5 MW、2.5 MW火灾功率下,不同通风情况的10 MPa高压细水雾喷头的灭火特性参数,对比、分析了火源上方0.5 m处的温度以及1.5 m截面的CO平均质量浓度的变化曲线.结论随着火灾功率的增加,机械排烟对10 MPa高压细水雾灭火效果的负面效应减小,机械排烟和高压细水雾灭火技术联合作用对2.5 MW火灾的灭火效果更佳.     

临既有建筑物地铁车站施工时空效应数值分析

临近既有建筑物的地铁车站施工时,车站基坑开挖动态施工过程,会对周围环境产生空间效应.以某滨海城市地铁车站基坑施工为研究对象,研究了临近建筑物处复杂环境下地铁车站施工开挖的时空效应,运用数值模拟计算并对比了实际监测结果.结果表明:临建筑物车站基坑开挖过程中地层最大有效应力位置不断上抬,并在基坑底部出现应力集中现象,地铁车站开挖施工必须考虑时空效应.