数值模拟技术在火灾控制中的应用

发布时间：2017-10-01 08:43

  本文关键词：数值模拟技术在火灾控制中的应用

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【摘要】：建筑火灾数值模拟研究是现代火灾科学研究的基础性方法，，利用数值模拟方法来模拟火灾过程，是当今火灾研究的前沿课题之一。本文阐述了火灾数值模拟技术应用的发展历程，分析了火灾发展过程理论、建筑火灾数值模拟理论基础，探讨了数值模拟在主被动火灾控制中的应用。完成的主要工作和结论如下： （1）现代建筑火灾控制中的主动防火技术主要包括火灾自动报警系统、自动灭火系统、防排烟系统、疏散设施、消防给水、灭火器材等；被动防火技术主要包括防火间距、耐火等级、防火分区、消防扑救条件、防火分隔措施等； （2）以某商业建筑为研究对象，模拟计算了在设定火灾场景下自动灭火系统的启动时间、可用安全疏散时间、必需安全疏散时间，分析了设定火灾场景下人员疏散的安全性，结果表明自动灭火系统的有效性是人员安全疏散的重要保证； （3）利用FDS+Evac将火灾蔓延和人员疏散同时进行模拟计算，结果表明火灾产物在不影响人员生命安全的情况下也会对人员疏散产生一定的影响，使疏散时间增长； （4）以某会展中心为研究对象，将理论计算和数值模拟相结合，得到了该会展中心防火隔离带的合理设计宽度为10m，屋顶钢结构的防火保护范围二层10m以下部位。数值模拟结果与理论计算结果吻合较好。 本文对建筑火灾烟气蔓延及人员疏散进行数值模拟，研究结果可对主被动防火技术的有效性进行评估，验证了数值模拟技术在建筑火灾控制中的应用，可为类似建筑火灾控制提供参考。
【关键词】：火灾 数值模拟 火灾控制 主动防火 被动防火
【学位授予单位】：华南理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TU892;TU998.1
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-10
• 第一章 绪论10-21
• 1.1 研究背景10-12
• 1.2 数值模拟在火灾中的重要作用12-14
• 1.2.1 数值模拟在消防基础研究的作用12-13
• 1.2.2 数值模拟在性能化火灾控制中的作用13
• 1.2.3 数值模拟在火灾调查研究中作用13-14
• 1.2.4 数值模拟在消防指挥决策系统中作用14
• 1.3 国内外研究现状14-18
• 1.3.1 国外火灾模拟研究现状14-18
• 1.3.2 国内火灾模拟研究现状18
• 1.4 研究目的及意义18-19
• 1.4.1 目的18-19
• 1.4.2 研究意义19
• 1.5 研究内容19-21
• 第二章 火灾过程理论研究21-27
• 2.1 火灾燃烧过程21-22
• 2.2 燃烧过程中的传热与传质22-23
• 2.2.1 热传导22-23
• 2.2.2 热对流23
• 2.2.3 热辐射23
• 2.3 火焰的蔓延分析23-26
• 2.3.1 水平火焰蔓延24-26
• 2.3.2 竖直火焰蔓延26
• 2.4 本章小结26-27
• 第三章 建筑火灾数值模拟理论基础27-35
• 3.1 火灾湍流数值模拟理论基础27-29
• 3.1.1 湍流基本守恒方程的建立27
• 3.1.2 湍流数值模拟方法27-28
• 3.1.3 大涡模拟（LES）28-29
• 3.2 FDS 模型理论基础29-32
• 3.2.1 基本控制方程30
• 3.2.2 燃烧模型30-31
• 3.2.3 热辐射模型31-32
• 3.3 数值模拟方法32-34
• 3.3.1 FDS 差分格式32-33
• 3.3.2 FDS 计算流程33-34
• 3.4 本章小结34-35
• 第四章 数值模拟技术在主动火灾控制技术中的应用35-55
• 4.1 主动防火技术35-37
• 4.1.1 火灾自动报警系统35
• 4.1.2 自动灭火系统35-36
• 4.1.3 防排烟系统36
• 4.1.4 疏散设施36
• 4.1.5 消防给水36
• 4.1.6 灭火器材36-37
• 4.2 工程背景37-39
• 4.3 主动防火数值模拟分析内容及方法39-40
• 4.3.1 分析内容39
• 4.3.2 分析方法39-40
• 4.4 自动灭火系统的动作时间的模拟计算40-41
• 4.5 火灾烟气蔓延数值模拟41-47
• 4.5.1 火源位置41-42
• 4.5.2 火灾场景设计42-43
• 4.5.3 火灾数值模拟结果分析43-47
• 4.6 人员疏散数值模拟47-52
• 4.6.1 研究手段47-48
• 4.6.2 疏散方案48-49
• 4.6.3 疏散模拟结果49-51
• 4.6.4 疏散安全性判定51-52
• 4.7 火灾发展与人员疏散同时进行数值模拟52-54
• 4.8 本章小结54-55
• 第五章 数值模拟技术在被动火灾控制技术中应用55-69
• 5.1 被动火灾控制技术55-56
• 5.1.1 防火间距55
• 5.1.2 耐火等级55-56
• 5.1.3 防火分区56
• 5.1.4 消防扑救条件56
• 5.1.5 防火分隔措施56
• 5.2 工程背景56-57
• 5.3 被动防火分析内容57-58
• 5.3.1 防火隔离带57
• 5.3.2 钢结构防火保护57-58
• 5.4 防火隔离带设计数值模拟分析58-62
• 5.4.1 理论计算58-61
• 5.4.2 数值模拟61-62
• 5.5 钢结构防火保护数值模拟分析62-67
• 5.5.1 理论计算63-66
• 5.5.2 数值模拟66-67
• 5.6 本章小结67-69
• 第六章 结论与展望69-71
• 6.1 结论69
• 6.2 展望69-71
• 参考文献71-75
• 致谢75-76
• 附件76

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：952512