大型储罐全表面火灾试验与模拟研究及危害分析

为了保证大型储罐池火热辐射研究的准确性,首先用1.0 m油盘和11.5 m液池进行柴油全表面池火试验,得到燃烧速率和热辐射分布规律。利用试验得到的燃烧速率和热辐射数据优选FDS湍流亚格子模型和辐射角数,得出采用Constant-coefficient Smagorinsky模型和500辐射角数时,模拟与试验吻合最好,FDS模拟热辐射值略小于试验值。研究储罐尺寸和风速对周边热辐射和安全距离的影响,结果表明：不同尺寸储罐,罐顶平面热辐射以100 kW/m²为分界点,热辐射衰减速率发生改变;随着储罐尺寸增加,绝对安全距离趋于稳定值,与储罐直径比值逐渐减小。不同风速时,地面附近以12 m/s为临界风速,大于12 m/s时,随风速增加,下风向热辐射不再变化,最大值为8 kW/m²;罐顶平面,随风速增加,上风向安全距离不变;下风向以9 m/s为临界风速,大于9 m/s时,随风速增加,安全距离基本不变。     

火灾调查中某仓库特大火灾场景的数值模拟重构

将数值模拟中的大涡模拟方法应用于某汽车配件城仓库火灾场景重构,对火灾原因和过程进行分析。根据现场人员证词和燃烧现场取证,对火灾的发生进行场景重构模拟,确定火灾是由电气短路造成。将模拟结果中关键部位的温度、有毒气体和烟气浓度等数据与火灾现场专家勘察结果对比,排除了人为纵火的可能性。采用并行运算方法,较好的预测了火灾发展和有毒烟气的运动。为实际火灾场景的调查提供了数值模拟的科学方法。     

火灾下钢筋混凝土构件的数值模拟

利用大型通用有限元程序ABAQUS对火灾下钢筋混凝土构件的热响应和力学响应进行了数值模拟。在热响应分析中,通过设定混凝土在100℃时的潜能,间接考虑了含水量的影响;在力学响应分析中,采用非线性显式分析,解决了隐式分析中混凝土开裂的数值收敛困难,并用质量缩放的方法提高计算效率。     

野外组合式软体油囊油料火灾发展规律数值模拟

针对油料火灾燃烧特性,基于油料燃烧实验结论,选用湍流燃烧模型、热辐射模型以及烟气模型,利用FLACS 模拟直径0.5 m 的小尺度油池火燃烧和大尺度野外组合式软体油囊油料泄漏起火。结果表明：油池火燃烧最大热辐射通量分布并不以油池中轴线严格对称;野外组合式油囊发生油料泄漏后的流淌火灾燃烧过程中整体自装卸托盘处受到的最大辐射强度高达35 kW/m2,油囊处受到的最大辐射强度约18 kW/m2;火灾发生20 s 后油囊受到的热辐射强度即可达到使油囊熔化的最低能量。     

火灾下钢筋混凝土剪力墙温度场数值模拟

为了研究配筋率、升温曲线、多面受火、传热系数等因素对钢筋混凝土剪力墙温度场的影响,利用COMSOL多物理场建模与仿真软件对火灾下钢筋混凝土剪力墙温度场进行模拟,并得到不同因素变化条件下的剪力墙的温度场分布规律,模拟结果与试验结果符合良好.对温度场模拟中各参数对温度场的影响进行了讨论,结果表明:受火时间越长,钢筋混凝土剪...     

低位排烟作用下小室火灾的数值模拟研究

采用数值模拟的方法,结合某装配有低位排烟系统的实体小室,分析了低位排烟作用下小室火灾的发展过程.结果表明,在低位排烟模式下,烟气层高度的界面比较低,通常都处在连续火焰区;大量的空气被排烟风机从下层空气层直接抽走,使得机械排烟效率大大降低;机械排烟效率随着火源功率的增加而增加;通过模拟得到低位排烟时的平均机械排烟效率约为27.3%.     

不同风速条件下井喷失控火灾的数值模拟

采用计算流体动力学方法对不同风速条件下的井喷失控喷射火进行数值模拟,研究风速变化对井喷失控喷射火温度场、热辐射场、火焰高度及伤害半径的影响。结果表明:喷射火高度在风力0~2级时基本不变,风力2~8级时呈双曲线规律降低;伤害范围在无风条件下呈近似圆形分布,在有风条件下呈近似椭圆形分布;随风速增大伤害半径存在一个峰值点,危险区伤害半径峰值在1~2级风之间,致死区、重伤区、轻伤区伤害半径峰值在2~4级风之间。     

地铁火灾数值模拟研究最新进展

火灾是地铁系统中危害最大而发生频次最高的事故。由于火灾实验具有一定的破坏性,加之地铁运营、安全等因素的限制,以及技术手段的局限,数值模拟被更多地应用到地铁火灾的预测和防控研究中。本文主要论述地铁火灾数值模拟研究的前沿进展,对现有主要的模拟软件和软件中有待完善的问题进行综述和分析,为地铁火灾数值模拟的研究提供参考。     

单岛式地铁站火灾场景模拟研究

选用单岛式地铁站,先通过实地测量获得数据,再结合地铁设计规范建立地铁站模型。利用Pyrosim模拟软件,模拟地铁站火灾过程,得出火灾过程中地铁站内各区域温度及烟气的变化趋势,为火灾情况下地铁人员的安全疏散提出建议。     

不良通风状况下公交车火灾的数值模拟研究

公交车火灾是火灾中比较特殊的一类。由于实验成本较高,在合理的数学模型及方法下进行数值模拟是研究其火灾特性不可或缺的方法之一。采用拓展混合分数变量的燃烧模型,考虑车速和开口状况的影响,研究不良通风条件下公交车内烟气流温度和速度数据的变化规律。分析相关数据,对公交车模型危险性区域进行划分,同时得到不同开口状况下烟气流速度随车速变化的近似线性关系,为实际公交车火灾调查提供了数值模拟的应用价值。     

Behaviour of Steel Frames Exposed to Different Fire Spread Scenarios

International Journal of Steel Structures - Structural stability is highly important for the safe evacuation of occupants and safe access to fire-fighters in accidental fire events. In this paper,...     

数值模拟盾构不同角度穿越砌体结构房屋

盾构法隧道施工会对周围土体产生扰动,进而引起地面沉降,导致邻近建筑物倾斜、开裂乃至坍塌等一系列问题. 对于如杭州这样的建筑方位不规整城市,在地铁施工中经常会遇到隧道以一定角度从建筑物下方或邻近穿越的工况,将引起建筑物的永久性扭曲变形[1] ,产生较大危害. 本文采用三维MIDAS/GTS软件,模拟盾构隧道以0°、22.5 °、45 °、67.5 °、90 °穿越引起的建筑物附加沉降及墙体受力,分析盾构不同角度穿越砌体结构房屋规律.     

Numerical Simulation of the Howard Street Tunnel Fire

The paper presents numerical simulations of a fire in the Howard Street Tunnel, Baltimore, Maryland, following the derailment of a freight train in July, 2001. The model was validated for this application using temperature data collected during a series of fire experiments conducted in a decommissioned highway tunnel in West Virginia. The peak predicted temperatures within the Howard Street Tunnel were approximately 1,000°C (1,800°F) within the flaming regions, and approximately 500°C (900°F) averaged over a length of the tunnel equal to about four rail cars.     

地铁火灾烟气控制的数值模拟

本文描述了地铁火灾烟气运动的物理模型和数学模型 ,并对空气密度变化引起的热烟流的扼流效应、浮力效应进行分析 ,并结合工程实例 ,对地铁隧道内发生火灾情况下 ,各种通风方案进行模拟比较 ,为确定最佳紧急通风提供依据     

隧道火灾过程的动态数值模拟

为了解某特长隧道发生火灾后,隧道内烟雾及温度的分布情况,利用地下工程火灾原理建立了计算隧道内空气温度、壁面温度及火灾烟雾浓度的火灾模型,并编制了动态仿真程序.对隧道内不同位置发生火灾时,隧道内空气温度、壁面温及火灾烟雾浓度随时间、空间的分布情况进行了模拟计算,给出了隧道内不同位置发生火灾时不发生烟气回流的通风控制要求,并分析了火灾时高温烟气对风机损坏的情况.     

半圆筒状充气膜不同火灾场景下温度场分布特性

利用计算流体动力学FDS软件分析不同火灾场景下充气膜结构的火灾特性,重点分析了单一火源在不同位置、风扇进气量、内压及排烟口时的膜面温度场分布。结果表明:离膜面较远的火源,其纵向温度分布较均匀,环向温度分布梯度悬殊;离膜面较近的火源,纵、环向温度分布梯度都较小,温度较为均匀。风扇打开只会显著降低风扇口处的膜面温度,对膜面整体降温效果不明显。内压对膜面温度场分布基本无影响。采用自然排烟系统时,膜面整体降温效果不佳,需采取合理的机械排烟方法。     

半横向通风方式下公路隧道火灾数值模拟

采用流体力学模拟的方法,对半横向通风方式下公路隧道的火灾工况进行了数值模拟计算.通过对不同吊顶风口距离和开启个数的通风方案下的速度场和温度场分析,评估了各通风方案所能达到的效果.比较各通风方案的数据,进一步得到设计采用15 m的吊顶风口距离,开启4～5个风口并配以3 m/s的纵向通风能取得满意的效果.     

Fire Dynamics Simulator (Version 4.0) Simulation for Tunnel Fire Scenarios with Forced,Transient, Longitudinal Ventilation Flows

In this study, a series of sensitivity analyses were conducted to evaluate a computational fluid dynamic (CFD) model, Fire Dynamics Simulator (FDS) version 4.0, for tunnel fire simulations. A tunnel fire test with a fire size on the order of a 100 MW with forced, time-varying longitudinal ventilation was chosen from the Memorial Tunnel Ventilation Test Program (MTVTP) after considering recent tunnel fire accidents and the use of CFD models in practice. A careful study of grid size and parameters used in the Large Eddy Simulation (LES) turbulence model—turbulent Prandtl number, turbulent Schmidt number, and Smagorinsky constant—was conducted. More detailed analyses were performed to refine the smoke layer prediction of FDS, especially on backflow (i.e., a reversed smoke flow near the ceiling). Also, energy conservation was checked for this scenario in FDS. A simple guideline is given for smoke layer simulations using FDS for similar tunnel fire scenarios.     

高层建筑火灾烟气控制模式的数值分析

根据我国现有高层建筑所采用的主要防排烟方式,采用CFD的方法完成了火灾时烟气的不同控制模式的模拟,并对不同的防排烟模式的模拟结果进行比较.结果表明当采用走道排烟加前室门设置空气幕或前室和楼梯间的加压防烟时,其烟气空气效果基本一致,均不能满足整个建筑的安全疏散时间的要求,但空气幕防烟较加压防烟所需新鲜空气量更少,能有效防止火灾的进一步扩大和控制烟气扩散.当采用空气幕加前室或楼梯间加压的组合防烟时,能较好的控制烟气的扩散,满足安全疏散时间的要求,即可以用空气幕和加压的组合来代替传统的前室和楼梯间加压的防烟方式.本文的研究成果可以为合理的设计高层建筑火灾时烟气的控制方式提供了一定的理论依据.