基于火-热-结构耦合的火灾后建筑损伤模拟及应用

提出了基于火-热-结构耦合的火灾事故数值模拟方法。用火灾模拟软件FDS与有限元分析软件ANSYS相结合,对火灾过程进行分析,得到火灾过程的热-温度、热-应力变化情况,并研究火灾后建筑的损伤评估和安全修复。将该方法用于某洗衣店火灾的数值模拟及分析,验证该方法的可行性和实用性。     

基于FDS的宁夏典型清真寺火灾调查研究

本文基于国际通用的FDS火灾模拟软件对宁夏典型清真寺建筑结构进行实体建模,设置不同火源工况,模拟研究火灾烟气运动过程,得到热释放速率HRR,烟气分层及温度变化,危害性气体CO与CO2浓度变化,同时建立了基于清真寺建筑火灾人员疏散平面模型.研究结果表明基于FDS的数值模拟方法可以为消防部门确定清真寺建筑火灾灭火预案与火灾调查研究提供技术支持.     

基于Vega的建筑火场与结构火灾反应同步模拟

建筑火场模拟方面的软件和结构火灾反应模拟方面的软件均可在各自领域实现很好的模拟,但是在建筑火场和结构火灾反应同步模拟上开发尚不到位。基于Vega的建筑火场与结构火灾反应同步模拟在本文开发的虚拟现实系统中得到实现。该系统是基于火场模拟软件FDS和有限元软件的后处理虚拟现实平台,一方面这两种软件的结果保证了模拟的科学性,另一方面这两种软件的结果又可以同步的在虚拟现实平台上得以展示。同步模拟的相关控制技术将被介绍,一个同步模拟的例子也将被展示。该系统提供了建筑火场与结构火灾反应之间的直观联系,相关技术可用作考虑结构危险程度的建筑火场逃生、扑救等虚拟训练。     

基于PKPM绿色建筑软件的医院建筑室内外风环境模拟及评价

室内外风环境是绿色公共建筑的重要评价指标之一。通用CFD软件计算功能强大,但是建模复杂,需要较强的专业知识和技能。利用PKPM绿色建筑系列软件中的CFD模块对上海市某医院进行了数值模拟分析,并对该医院的室外风环境和室内自然通风进行了评价,分享了一些软件的使用技巧和注意事项,对初次利用PKPM绿色建筑软件进行室外风环境和室内自然通风模拟分析的使用者提供一些建议和参考。     

基于WinCC剪切机三维动画软件设计与实现

主要介绍的是在组态软件WinCC中实现对工业剪切机剪切过程的三维动态模拟,本软件基于ActiveX插件技术实现与WinCC软件的通信和数据传递,采用MFC框架结合OpenGL三维图形库来实现三维物体的显示控制,采用3D Max软件绘制的剪切机三维建模并导出的通用3D建模文件OBJ。在OpenGL中调用OBJ文件实现具体的3D的动画显示。     

基于结构塌落的建筑火灾数值模拟方法

将流固耦合理论应用于建筑结构塌落的火灾数值计算中,建立基于结构塌落的火灾燃烧动力学模型,并将该模型嵌入火灾动力学系统FDS中,实现塌落物对火势影响的数值模拟。与原FDS进行数值模拟比对,验证该方法的可行性。将该方法应用于某居民建筑火灾案例中,进行基于结构塌落的建筑火灾数值模拟,结果表明塌落结构引起室内火灾发生轰燃现象,对室内温度、烟气浓度、CO2浓度变化产生重大影响。     

基于数值重构的某住宅火灾亡人原因分析

利用数值模拟软件对一起火灾事故进行建模和模拟,采用残留物计算方法模拟了火灾发生后物体残留状况,对比现场残留痕迹和尸体检验报告后推演了火灾发生、蔓延的过程和人员死亡的过程。该方法对起火原因、蔓延过程和人员死亡的判定起到了辅助认定作用。     

基于FDS的办公大楼火灾数值模拟分析

本文的办公大楼火灾模型是基于火灾动力学模型(FDS)建立起的计算模型。利用火灾建模软件pyrosim建立火灾建筑模型,并导入FDS进行数值模拟,并在计算过程中获得各楼层相对准确的烟气蔓延过程,温度场变化及烟气能见度,CO2变化情况。利用pathfinder软件建立人员逃生疏散模型,分析建筑最佳逃生时间,并与pyrosim模拟结果对比分析,找出火灾风险因素,为人员安全疏散提供有效的建议。     

美国马里兰大学森林城市交界域火灾研究项目

美国马里兰大学开展森林城市交界域火灾风险评估与预测建模研究,项目由美国国家自然科学基金支持,资助经费130万美元。该项目旨在填补森林城市交界域火灾预测技术的空白,通过建模实现对森林城市交界域多尺度火灾蔓延的动态过程模拟。项目重点将现有的林野火传播模型与数据同化技术以及新开发的结构火灾模型融合到一起,描述火灾进入城市社区及在城市社区内部的传播蔓延情况。相关研究成果可用于对交界域火灾的灾前风险评估以及火灾蔓延的实时动态建模。     

室内火灾水喷头灭火效率的数值模拟与验证研究

采用火灾动力学软件FDS对室内火灾进行数值模拟,主要开展了火场环境下水喷淋灭火效果的研究。定义了灭火效率的概念,通过多次的数值模拟,以喷头灭火效率为标准确定临界布置间距和布置高度。在该布置间距和高度下,喷头灭火效率达到最佳状态,并通过实验数据对结果进行了验证。     

基于耦合的系统方法在防火安全评估中的应用

以奥运场馆改造项目为背景,利用计算机技术,基于性能化防火分析的思想,采用自行开发的火灾安全模拟系统BFIRESAS,对奥运场馆的火灾安全性能进行了综合分析。该系统采用数值模拟的方法,将火灾场景模拟分析与结构分析综合为一体,模拟了北京工人体育馆在设定火灾下的火灾场景和结构温度场的分布,分析了其屋面钢结构体系在火灾作用下的结构反应和力学性能。分析结果显示:火灾影响下原有结构体系的平衡被打破,火灾下的结构破坏表现为整体性的破坏,因而需要进行全面的整体分析,而不能仅仅考虑局部的影响。对该场馆的火灾安全提出了进一步分析的建议。     

基于计算机仿真模拟系统的奥运场馆火灾安全分析

本文以奥运场馆改造项目为背景,利用计算机技术,基于性能化防火分析的思想,采用自行开发的火灾安全模拟系统SFSAS,对体育场馆的火灾安全性能进行了综合分析。该系统采用数值模拟方法,将火灾场景模拟分析与结构分析综合为一体,模拟了北京奥运会将要使用的北航体育练习馆在设定火灾下的火灾场景和结构温度场的分布,分析了其屋面钢结构体系在火灾作用下的结构反应和力学性能。通过分析发现,在火灾影响下,原有结构体系的平衡被打破,火灾下的结构破坏表现为整体性的破坏,因而需要进行全面的整体分析,而不能仅仅考虑局部的影响。实例分析证明,本文介绍的火灾安全模拟系统功能强大,运行方便,充分体现了计算机仿真技术在建筑防火分析中的优越性。     

Modeling carbon black trace in building fire and its validation

The carbon black trace is an important characteristic in a building fire accident and becomes crucial evidence in fire investigation. Based on the particle deposition theory, the mathematical model is established for the carbon black trace in a building fire. The numerical model of the carbon black trace is implemented into the Fire Dynamics Simulator (FDS) software. The total mass of the carbon black particle deposited on the wall surface can be calculated quantitatively and be simulated visually. The proposed model is applied into a fire accident as a validation. A numerical model is used to simulate the fire accident. In numerical simulations, the grid size resolution is analyzed. The accident reconnaissance data, accident interview record and accident scene photo/video are compared with the results of numerical simulations. It shows that the simulation results have a good agreement with those in the fire accident, which validates the mathematical model in this study. The proposed method can provide useful data for fire reconstruction and fire investigation.     

建筑结构倒塌过程模拟与防倒塌设计

针对结构性能的数值模拟方法进行了综合分析,基于离散单元法提出了结构倒塌分析的理论模型。通过试验研究了混凝土块体间碰撞的力学行为,并结合扩展的数值分析建立了混凝土块体在不同碰撞形式下的计算模型。针对建筑物内的局部爆炸作用,在分析构件反应的基础上采用离散单元法对结构平面及空间倒塌过程进行了数值模拟。建立了适用于任意加载路径的材料弹簧力-位移本构关系,据此分析了地震作用下钢筋混凝土框架结构以及砌体结构空间倒塌过程。采用基于OpenGL的图形建模技术,实现了结构倒塌过程数值模拟结果的三维可视化。模拟结果与振动台模型试验结果及工程实测结果比较表明,所采用的离散单元法适合结构大变形阶段的分析。为提高计算效率和精度,有必要采用多尺度的模拟分析。另外,对不同荷载及作用下建筑结构抗倒塌设计方法进行了总结。并指出结构参数对抗连续倒塌性能的影响、结构倒塌机理、实用的防连续倒塌设计方法以及地震作用下结构防倒塌定量设计方法等方面尚待深入研究,以便建立相应的防倒塌设计规范。图15参21     

火灾模拟计算软件不同版本的计算结果差异

在建筑物火灾计算机模拟中,软件的不同版本有时会造成同一算例数据文件的计算结果是不同的.给出了一些软件的不同版本的计算结果,并对计算结果差异所产生的原因进行了分析和讨论,以求科学地认识和理解火灾过程的计算机模拟.     

秦岭特长公路隧道火灾温度场的数值模拟

近年来世界各国的隧道火灾事故引发人们对隧道安全问题进行了广泛的探讨,尤其是对长大公路隧道的安全问题越发关注。由于隧道结构的特殊性,使得隧道内发生火灾时的状况格外复杂,其中烟流和温度扩散对隧道安全构成严重威胁,因此对隧道火灾温度场的深入研究将有利于隧道火灾预防及救援工作的展开。为了向秦岭特长公路隧道的防灾预案提供可靠依据,采用计算流体力学方法,利用商业CFD软件STAR-CD对秦岭特长公路隧道火灾温度场进行数值模拟,研究其纵、横断面的温度分布情况,数值模拟提供了较详细的数据和变化特征,为秦岭特长公路隧道的防灾救援提供了技术依据,也对认识其他长大公路隧道火灾灾变机理也有一定的参考作用。     

世界贸易中心飞机撞击后倒塌过程的仿真分析

利用动力有限元程序LS-DYNA,对纽约世界贸易中心受飞机撞击后的倒塌,进行了力学分析和仿真,并根据计算结果进行了参数讨论.仿真计算的结果与真实倒塌过程非常接近,说明通过适当的选取计算参数和计算模型,可以对这种特殊的复杂破坏过程进行模拟分析和仿真.计算结果说明,世界贸易中心倒塌的直接原因,是火灾导致的钢材软化和楼板塌落冲击荷载引起的连锁反应.如果能够提高结构的抗火能力或者提高结构的延性,将有可能避免结构倒塌,避免惨剧再次发生.     

基于MSC/Patran的建筑结构火灾反应分析系统研究

为适应建筑特殊设计与分析的需要,研究了整体结构火灾反应分析的系统实现方法,并以MSC/Patran为平台,利用其提供的PCL,结合Fortran语言,通过客户化以及窗体增设等技术开发了建筑结构火灾反应分析系统.系统采用了自开发纤维梁与分层壳单元模型以及结构瞬态热传导分析模块,能够实现火灾下建筑结构火灾反应过程计算与分析...