一种确定地表火蔓延边界的新方法

本文从森林地表火蔓延的本质入手，提出了火场扩展的“点火源原理”，并在此基础上建立了一套完整的确定动态火场蔓延边界的新模型，对若干算例试算的结果表明，模型对可燃物类型，地形和气象条件复杂变化下的火场边界的确定，能获得相当合理的图形显示的结果。     

林火蔓延预测计算机图形显示系统

通过借鉴Rothermel(1972年)建立的林火蔓延的数学模型。提出了适合我国林区可燃物分布特性的火蔓延数学模型,并在其基础上筑构出用于估算特定可燃物分布状况、变环境条件下火蔓延趋势的专家系统—FF—1G软件。该软件能迅速、直观地显示出复杂地形条件下,相应的环境风速作用时地表火火蔓延不同阶段的过火区域分布状况。对若干实例计算的结果表明,其可靠性高,实用性强,应用背景广。     

林火行为参数测报仪的研制

应用计算机与传感器技术,在分析国内外主流火行为预测模型的基础上,利用Visual-Basic语言设计了一种火行为测报仪。通过火场实时输入的气象条件、地形分布及可燃物属性,可以对火行为尤其是林火蔓延速率进行有效预测与分析,从而达到合理布置扑救方案、降低森林火灾损失、减小扑救人员伤亡的重要目的。该测报仪同时具有显示、存储与打印功能,可为灾后分析提供技术支持。     

森林地表火蔓延模拟方法及其计算机实现

进行了森林火蔓延的研究,对传统的经验公式和模型进行改进,明显发现改进的模型有更好的结果,用计算机巧妙准确地实现了模拟模型,在风力不是特别大,地形变化不是特别剧烈时,该模型有较高精度;并结合火蔓延的主要因素（气象因子、气候、地形等）,进行系统分析,写出算地,编制实现地表火蔓延的预测预报计算机系统软件。这对于有效的组织扑救、减少火灾损失、计算森林火灾的损失评估有重要意义。     

云南松林燃烧过程中飞火的研究

飞火是高能量火中最复杂、最危险的现象,是在燃烧过程中由火焰热对流带出的未燃尽的木屑、炭块等可燃物,散布在火区外形成新的火点现象。飞火被看成除了传导、对流和辐射之外的第四种热量传递的方式。飞火的出现增加了新的火源,使火场的扩散由连续变成跳跃,大大加快了火灾的蔓延,有时还改变蔓延的方向。以＂3.29＂昆明安宁市森林火灾为研究对象,调查火烧迹地并取样,分析可燃物特征,并对飞火发生的距离进行模拟计算。结果表明,由于云南松林立地干燥,林内可燃物多,连续性好,地形复杂,小气候明显,易发生飞火;引发飞火的可燃物主要是云南松的球果;经验公式和模型计算的飞火距离与实际距离比较接近。     

一种基于聚类分析的由林分因子估算地表可燃物载量的方法

地表可燃物载量的确定,是实现森林地表火蔓延预测的前提。已有火蔓延模型中,假定同一林分中可燃物分布是均匀的,不能准确描述可燃物载量的复杂空间分布。基于聚类分析方法,建立了一种根据易获取的几种林分因子来估算地表可燃物载量的方法。首先,对大兴安岭地区35块兴安落叶松林样地和21块樟子松林样地的树龄、郁闭度、胸径、树高等林分因子采用重心法进行系统聚类分析,分别将兴安落叶松林和樟子松林分为5类和7类。然后,计算得出每类可燃物的类中心,并以每类包含所有样地的可燃物载量的平均值来表示该类中心的载量,并由此建立可燃物载量与林分因子的对应关系。对聚类分析与线性回归预测模型从平均绝对误差AAD、标准误差SEE、模型预测稳定性指标SIF三方面进行对比,结果表明聚类分析模型要优于线性回归分析模型。     

森林地表火行为估算的数学模型

本文在大量室内林火室验的基础上，通过参考ＢＥＨＡＶＥ程序中的数学模型，提出了一整套估算地表火火行为特征量的表达式。为保证求解火蔓延速度的更合理性和具有较高的精度，将风速和坡度对火蔓延速度的影响，采用了矢量叠加的方法进行修正。在假设火场为椭圆面来估算火场状况时，不但考虑了风速对火场形状的影响，还引入折合风达的概念，通过将坡度对火场的作用折合成相应的风速值来修正坡度的影响，与大兴安岭野外试验的结果对比表明，本数学模型定量合理。     

木荷林带阻火性研究

采用锥型量热计和野外火烧试验方法研究木荷林带的阻火能力。锥型量热计采用75kW／m^2辐射强度、外部点燃条件下，测试木荷(Schima superba)与马尾松(Pinus massoniana)落叶的燃烧过程。结果表明，马尾松落叶的热释放速率峰值高(146kW／m^2)，能量释放快。木荷落叶燃烧缓慢且释放热量少。野外火烧试验对室内试验结果进行了验证。火烧前后分别测定木荷林带和马尾松林的可燃物分布，试验火以地表火为主，蔓延速度为2．2m／min，火线强度168～2961kW／m,有些地段由于可燃物较多，发生了树冠火，火焰高度达到8～8．5m，火线强度达24.881～28379kW／m。火烧后林带受害不严重，无树木死亡。试验证明，木荷林带可以有效阻隔地表火和树冠火的蔓延，浓厚树冠层也可以阻挡短距离的飞火。     

燃烧风洞的研制及其燃烧特性研究

本文介绍了为可燃物燃烧特性研究而建立起来的模拟自然环境条件的燃烧风洞设备以及在燃烧设备中进行的模拟火场的火蔓延特性研究。在燃烧风洞中进行的可燃物燃烧实验为林火机理的研究、火蔓延模型的建立提供了实验依据．     

森林特殊火行为格局的卫星遥感研究

由于多变的天气条件,复杂的地形和植被分布,引起火行为格局的变化,借助GIS和卫星遥感技术,以1987年大兴安岭5．6大火为对策,进行火行为变化规律和火行为的时空格局研究,环境风对火行为具有决定性作用,大风期间火强度极高,过火区为火蔓延的廓道,较大的山脉对林火有阻隔作用,森林采伐改变可燃物连续性,可以改变火行为,人类扑火对大火作用不明显,小地形可产生不同火烧强度的细微结构。     

底层设有商业服务网点的高层居民住宅楼 消防安全问题研究

高层建筑已经成为城市建筑中最主要的建筑形式,底层设有商业服务网点的高层居民住宅楼由于兼具商业和居住的功能而受到开发商和用户的青睐。由于对底层商业服务网点的使用需求不同进行的改建、扩建带来的较为突出的消防安全问题,给城市的消防安全管理增加了不确定因素。采用数值模拟的方法构建了底层商业服务网点改扩建后的火灾场景,研究了此类场所改扩建后的火灾危险性,对增设自动喷水灭火系统的消防设计方法可行性进行了论证。模拟结果显示,仅在改扩建网点增设自动喷水灭火系统可以达到阻止火灾蔓延并扑灭火灾的安全要求。     

变坡度情况下森林地表上坡火行为若干特征的实验研究

应用自行研制的“多坡段固相材料火蔓延实验台”，模拟森林地表火的蔓延过程，对变坡度情况下森林地表上坡火行为规律进行了实验研究。研究发现，上坡火火焰随坡度的变化有三种火焰类型，即小坡度的缓慢燃烧，随坡度增加的火焰的抖动以及大坡度时的贴壁剧烈燃烧。     

基于随机森林算法的福建省林火发生主要气象因子分析

应用"随机森林"算法,以福建省22个国家级气象站每日气象数据和2000年~2003年间林火火点卫星解译数据为基础,对影响福建省林火发生的主要气象因子进行分析,并对2004年的林火数据进行独立检验。研究结果显示,"日最高地表气温"、"日最低地表气温"、"日照时数"、"日最高气温"和"日最小相对湿度"等5个气象因子是影响林火发生的主要驱动因子,且这5个气象因子对林火发生的影响大小为:"日照时数""日最高气温""日最低地表气温""日最小相对湿度""日最高地表气温";随机森林算法的拟合结果显示:随机森林算法对福建省林火发生的预测精度为82.3%,表明随机森林算法对我国福建省林火发生的预测具有较高的预测能力,可用于基于气象因子的我国福建省林火发生的预测预报。本研究可为福建省林火的预测和决策工作提供一定的参考依据。     

树冠火对输油站热辐射影响的数值模拟研究

树冠火是森林火灾的一种,在森林的树冠层燃烧和蔓延,主要由地表火在强风作用下引起.树冠火很少发生,约占森林火灾的5％,但其燃烧温度高、热释放速率大、蔓延速度快,对周围物体的破坏性极大.处在森林地区的输油站面临着树冠火带来的潜在风险.火灾产生的热辐射极有可能导致输油站内人员伤亡,设备遭到破坏.通过确定树冠火热释放速率、火灾发生位置及环境参数来设计火灾场景,采用火灾动力学场模拟软件FDS,模拟分析树冠火对输油站的热辐射影响.结果表明,由于无法采用地面扑救,防火隔离带是应对树冠火威胁的有效措施;当防火隔离带达到一定间距时,有风条件下与无风条件相比目标物体不会接收到更多的热辐射;防火隔离带设置为坡面形式,可以增加其表面积,从而吸收更多的热辐射.     

某城市地下车库联络通道的消防安全研究

城市地下车库联络通道作为一种新型的地下交通联络通道,可净化地面交通,提高土地利用率,解决城市交通拥堵问题。然而这种通道兼有地下车库和城市交通隧道的特点,结构复杂,一旦发生火灾,损失较大。其防火设计的难点在于如何定性并选择合适的规范条文,因此有必要系统研究其消防安全问题并提出有效解决方案。以某城市地下车库联络通道为例,研究该通道的火灾危险性,提出防火分隔、探测报警、排烟以及人员安全疏散等消防设计方案和管理对策,并通过数值模拟方法验证了该方案的有效性和可行性。     

基于GIS的地震次生火灾起火点预测

地震次生火灾对人类的危害极大.本文在对以往历史数据的统计基础上,模拟出城市每10万平方米建筑地震次生火灾发生件数与地震地面加速度峰值的关系,并由此计算了地震后火灾发生的件数.     

大型商业建筑室内步行街商铺火灾荷载调查研究

以我国不同城市的5家大型商业建筑为调查对象,通过现场调查及数据统计分析等方法,对其室内步行街两侧329家商铺的火灾荷载进行调查研究。对不同经营业态商铺数量在所调查商铺总数中所占比例及其地面面积进行了统计,并且获得了商铺内部可燃物种类、数量、质量、分布等情况。按照不同的经营业态,对所调查店铺的火灾荷载密度进行了统计和计算,得出了3种不同分位值的火灾荷载密度,并比较分析了不同经营业态店铺的火灾荷载密度,为大型商业建筑火灾危险性分析及火灾场景设定提供了基础数据。     

Numerical simulation of small-scale pool fires of LNG

Liquefied natural gas (LNG) has been largely indicated as a promising alternative solution for the transportation and storage of natural gas. In the case of accidental release on the ground, a pool fire scenario may occur. Despite the relevance of this accident, due to its likelihood and potential to trigger domino effects, accurate analyses addressing the characterization of pool fires of LNG are still missing.In this work, the fire dynamic simulator (FDS) has been adopted for the evaluation of the effects of the released amount of fuel and its composition (methane, ethane, and propane), on the thermal and chemical properties of small-scale LNG pool fire. More specifically, the heat release rate, the burning rate, the flame height, and thermal radiation, at different initial conditions, have been evaluated for pool having diameter smaller than 10 m. Safety distances have been calculated for all the investigated conditions, as well.Results have also been compared with data and correlations retrieved from the current literature. The equation of Thomas seems to work properly for the definition of the height over diameter ratio of the LNG pool fire for all the mixture and the investigated diameters.The addition of ethane and propane significantly affects the obtained results, especially in terms of radiative thermal radiation peaks, thus indicating the inadequacy of the commonly adopted assumption of pure methane as single, surrogate species for the LNG mixture.