火灾过程羽流质量流量的场模拟计算

采用火灾动力学模拟软件FDS软件,数值求解了受限火羽流与非受限火羽流的三维流场,在此基础上通过对速度和密度的积分,计算了一定高度处的羽流质量流量,讨论了火源位置(中央火、墙边火和墙角火)和火源面积对羽流质量流量的影响,并将计算结果与现有的经验模型进行了对比。     

水平风下羽流质量流率研究

在理想羽流模型和Raj羽流倾角模型的基础上,对水平风作用下的空间非受限羽流的质量流率进行了几何简化分析,获得了水平风作用下空间非受限羽流质量流率的计算方法。并以两种功率的甲醇火为研究对象．对水平风下的羽流烟气生成量进行了示例计算。结果表明,在1～2m／s水平气流的影响下,烟气生成量较无风条件下轴对称羽流质量流率增加了1～2倍。     

水平风下羽流质量流率研究

在理想羽流模型和Raj羽流倾角模型的基础上,对水平风作用下的空间非受限羽流的质量流率进行了几何简化分析,获得了水平风作用下空间非受限羽流质量流率的计算方法.并以两种功率的甲醇火为研究对象,对水平风下的羽流烟气生成量进行了示例计算.结果表明,在1～2 m/s水平气流的影响下,烟气生成量较无风条件下轴对称羽流质量流率增加了1～2倍.     

超瘦高中庭形状系数临界值研究

超高层建筑的发展推动着中庭结构的变革,超瘦高中庭应运而生。本文分析了现今中庭空间的几何特点,以烟气羽流上升过程中由轴对称羽流发展为四周受限羽流特征为判定依据,以理想羽流模型为基础,通过羽流半径的计算,确定超瘦高中庭的临界形状系数ξ=0.11;通过FDS仿真模拟建立中庭模型,对比不同形状系数的模拟与计算结果,分析了超瘦高中庭火灾烟气蔓延的速度、温度与扩散形式,确定超瘦高中庭形状系数范围是ξ0.11,使超瘦高中庭作为一种独立的建筑形式被研究成为可能。     

不同火源功率下地下环道火羽流运动机理研究

为研究地下环道不同火源功率下火羽流卷吸特性机理,采用数值模拟结合理论分析,设置9个典型火灾场景,定量分析火羽流温度场、烟羽流高度变化等卷吸特性。得出结论认为,火源功率对温度场影响最大,对烟气层高度影响较小;火源位于主干隧道火灾危险性最高,该位置发生火灾时不同火源功率下的温度、烟气层高度均达到人员疏散危险值。研究可补充现有受限空间的火灾动力学理论,为地下受限空间烟气控制、人员疏散及火灾综合防治提供理论依据。     

瘦高中庭羽流上升及排烟口布置的研究

为研究瘦高中庭建筑火灾独特的烟气流动特点及机械排烟对烟气的影响,采用全尺寸热烟实验及FDS数值模拟的方法,采集并整理了在无排烟系统影响下羽流的上升高度、羽流中心线温度数据,并与经典羽流模型及相关公式进行对比分析,研究了瘦高中庭内火灾烟气羽流的上升特点及排烟口布置方式对瘦高中庭机械排烟效果的影响。结果表明,Mc Caffrey模型适用于描述瘦高中庭羽流中心线温度,修正后的Zukoski模型适用于描述羽流上升时间与高度的关系;当排烟口总面积相等时,分设4个排烟口的排烟方式优于1~2个排烟口。     

高大空间建筑不同类型火早期烟气运动规律

采用实体试验的方法,选用棉绳和聚氨酯试验火,在大空间建筑中进行早期火灾试验。从火源类型和质量的角度对烟气速度、温度进行对比分析,总结早期火灾烟气在高大空间建筑中的运动规律。棉绳热释放速率小,烟气温度较低,烟羽流受热浮力作用小,烟气速度低,同时由于试验空间高大,烟气无法到达顶棚;聚氨酯燃烧迅速,随着火势和高度的增大烟羽流上升速度加快,上升途中不发生扩散,最终到达试验空间顶棚。质量大的棉绳火烟气温度高,产烟量大,所受热浮力大,速度有较明显上升趋势。质量大的聚氨酯烟气速度和温度变化速率明显比质量小的聚氨酯快。     

火羽流轴向温度大涡模拟与实验比较

为了验证基于大涡模拟的FDS技术研究火羽流中心线轴向温度的可靠性,建立FDS模型对某实体厂房中640、1 080kW的池火灾进行数值模拟,并与实验室开展的全尺寸池火灾数据及经典理论模型预测值比较。研究结果发现,基于大涡模拟的FDS技术得到的火羽流中心线轴向温度与试验数据变化趋势基本吻合;与经典羽流模型预测的数据相比,FDS模拟得到的火羽流中心线轴向温度吻合度最高,其相对误差值普遍偏小,仅仅在个别点会出现相对误差偏大的现象。     

贴附羽流形成条件探讨

针对典型的建筑构成和火源功率,通过数值模拟研究了1、2、5、10 MW火源功率及2、4、6、10 m开口尺寸作用下喷射羽流的蔓延过程,分析形成贴附羽流的影响因素及产生条件。研究表明,当开口处烟气的宽度是烟气层厚度的3倍以上时,流出开口的烟气会形成贴附羽流。采用Harrison判据能很好地判断羽流的贴附情况,且形式简单易算。在中庭及大空间建筑的排烟设计中,可依据该判据对设计火灾场景中的羽流贴附情况进行判断,选择合适的产烟量计算公式,设计相对经济适宜的排烟系统。     

隧道火灾中火羽流特性的数值模拟

利用F luen t软件对隧道火灾中火羽流特性进行了模拟分析,研究了隧道坡度对火羽流的影响,与前人所进行的数值模拟进行了比较,为隧道火灾的研究提供了一种有效的研究手段,为进一步研究隧道火灾临界通风速度奠定了基础。