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建筑火灾烟气流动数值模拟

陈高强  
【摘要】:火灾模化研究是现代火灾安全工程学研究的基础性方法。它以火灾燃烧理论为基础,结合电子计算机强大的计算功能,利用先进的模拟软件对火灾的发生、发展过程进行数值模拟,得到火灾场景中不同物理量随时间的变化规律,为现实生活中火灾的防治和救援提供理论依据,是当今火灾科学研究的热门课题。 本文以实际民用建筑中具有代表性的单室结构为研究对象,通过对煤气泄漏时的流体力学模型和燃烧模型的深入研究,确定了使用非预混燃烧模型同时加载k-s湍流模型和P-1辐射模型的方案;并引入应用场模拟方法,利用大型专业化计算流体力学软件FLUENT,在对实际情况进行研究基础上,给定了合适的边界条件;利用变密度网格化及步进精度算法,对由煤气泄漏所引发的室内火灾发展过程进行了形象化数值模拟,并对在同种窗体不同安装方式和走廊压力不同的情况下火灾烟气蔓延的结果进行对比分析,展示了火灾发生、发展的过程。 应用火灾模化结果,从窗体安装情况的影响和走廊压力的不同情况下火灾发生、发展的机理进行了研究,并提出了防治措施,为建筑设计和消防灭火提供了参考,使模拟结果用于对实际的指导。 本文的研究对火灾安全教育、消防指挥、建筑性能化设计以及人员应急疏散都有较强的应用价值。


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