高大空间自然火灾温度场时空分布实验研究

1

作者 张国维 李华祥 +1 位作者 朱国庆 李俊毅 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2020年第6期764-768,共5页

开展高大空间大尺寸实体火灾实验,对高大空间温度场预测模型进行研究。通过对烟气温度曲线的最大温度、火灾进入衰退阶段的时间点以及曲线基本形状的构建,建立表达高大空间火灾全过程温度曲线的数学模型,并与已有的模型进行对比分析,发... 开展高大空间大尺寸实体火灾实验,对高大空间温度场预测模型进行研究。通过对烟气温度曲线的最大温度、火灾进入衰退阶段的时间点以及曲线基本形状的构建,建立表达高大空间火灾全过程温度曲线的数学模型,并与已有的模型进行对比分析,发现三个模型均能够较好地预测高大空间自然火灾温度场变化及温度场的非均匀分布特征。提出的模型在火灾全盛阶段理论预测值与实验值吻合度较高,能够较好地反映火灾衰退阶段的温度场。 展开更多

关键词 火灾 高大空间 全尺寸实验 预测模型 非均匀温度场

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T型地下综合管廊电缆火灾数值模拟 被引量：15

2

作者 安伟光 王涛 +1 位作者 梁凯 朱国庆 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2020年第8期1120-1123,共4页

针对特殊结构的T型地下综合管廊,运用FDS软件模拟不同火源位置及风速条件下管廊内电缆火灾的蔓延情况,分析火灾发生后管廊温度场以及烟气蔓延情况。对T型管廊内不同位置处起火的火灾危险性进行排序,得到管廊内部风速为1.5m/s且电缆处于... 针对特殊结构的T型地下综合管廊,运用FDS软件模拟不同火源位置及风速条件下管廊内电缆火灾的蔓延情况,分析火灾发生后管廊温度场以及烟气蔓延情况。对T型管廊内不同位置处起火的火灾危险性进行排序,得到管廊内部风速为1.5m/s且电缆处于稳定燃烧期时,交叉口处的烟气层高度最低,发现T型交叉口处的烟气特性,为T型地下综合管廊消防设计提供参考。 展开更多

关键词 T型管廊 电缆火灾 数值模拟 温度场 烟气蔓延

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火源及通风对地下综合管廊火灾的影响 被引量：6

3

作者 安伟光 王涛 +1 位作者 朱国庆 胡凯扬 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2020年第3期331-334,共4页

利用PyroSim软件建立一段L型综合管廊模型并进行火灾数值模拟,并运用Origin软件对温度进行分析,研究了火源特性(火源位置和火源功率)及通风条件(风速和风向)对管廊烟气蔓延及温度变化的影响。结果表明,当火源位于管廊中部且功率大时,高... 利用PyroSim软件建立一段L型综合管廊模型并进行火灾数值模拟,并运用Origin软件对温度进行分析,研究了火源特性(火源位置和火源功率)及通风条件(风速和风向)对管廊烟气蔓延及温度变化的影响。结果表明,当火源位于管廊中部且功率大时,高温且有毒烟气能够在更短的时间内充满整个管廊,火灾危险性大;风速过大会造成大量的烟气在拐角处积聚,排烟的效果不与风速成正比。 展开更多

关键词 城市地下综合管廊 数值模拟 烟气蔓延 温度变化

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内向环境风对双层悬索桥火灾温度分布的影响研究

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作者 鲁佳明 张太科 +1 位作者 安伟光 宋晓枫 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2024年第8期1051-1058,共8页

为了研究双层悬索桥下层发生车辆火灾时高温对上桥面底部关键部位的影响,基于FDS建立典型双层悬索桥火灾数值模型,以上桥面底部温度观测线上的最高温度点为研究对象,分析大型车辆火灾时不同车辆火源功率和常见海面风级内向环境风速对最... 为了研究双层悬索桥下层发生车辆火灾时高温对上桥面底部关键部位的影响,基于FDS建立典型双层悬索桥火灾数值模型,以上桥面底部温度观测线上的最高温度点为研究对象,分析大型车辆火灾时不同车辆火源功率和常见海面风级内向环境风速对最高温度及偏移距离的影响,并使用量纲分析法建立数学模型。结果表明:当热释放速率在30~200 MW变化,内向环境风速在0.1~6.7 m/s变化时,最高温度与热释放速率成正比,与风速成反比,而最高温度点偏移距离与之相反;无量纲最高温度变化量与无量纲火源功率的0.8次幂呈正比,与无量纲内向风速呈负相关关系;无量纲最高温度点偏移距离与无量纲火源功率呈复杂的对数关系,总体趋势为负相关,与无量纲风速呈非线性递增的对数关系,趋势为正相关。因此,双层悬索桥车辆火灾中火源功率和内向风速对最高温度点的影响是竞争关系,本数学模型可用于桥梁防火设计和火灾现场最高温度点的准确预测。 展开更多

关键词 双层悬索桥 车辆火灾 工程热分析 火灾数值模拟 量纲分析

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排烟口附加组合挡板对隧道火灾排烟效果的模拟研究 被引量：4

5

作者 季经纬 卢文 +2 位作者 李福清 曹银 吴桐 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2020年第12期1676-1679,共4页

建立单孔隧道模型,采用FDS数值模拟分析不同高度的组合挡板对隧道机械排烟的影响。结果表明,相较于普通排烟口,安装组合挡板可以有效提高隧道机械排烟效率,改善排烟口处气体压力场的分布状态,减小垂直方向的排烟风速,加大水平方向的排... 建立单孔隧道模型,采用FDS数值模拟分析不同高度的组合挡板对隧道机械排烟的影响。结果表明,相较于普通排烟口,安装组合挡板可以有效提高隧道机械排烟效率,改善排烟口处气体压力场的分布状态,减小垂直方向的排烟风速,加大水平方向的排烟风速,从而降低吸穿现象发生概率。经模拟验证,发现组合挡板高度是影响吸穿现象发生的重要因素,组合挡板会使排烟口前方烟层厚度变小,当烟层厚度小于挡板高度时就会发生吸穿现象。通过比较挡板高度分别为50、65、80、95、110 cm几种情况的模拟效果,发现H=50 cm工况排烟口处的烟气浓度最高,单位时间排烟量最大,排烟效果最好。 展开更多

关键词 隧道火灾 烟气控制 数值模拟 组合挡板

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油罐车行驶速度对隧道火灾温度及烟气蔓延的影响 被引量：3

6

作者 安伟光 广大庆 陈凡宝 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2023年第6期742-746,共5页

利用Fluent建立隧道内油罐车运动火灾模型,模拟研究不同行驶速度下,隧道内油罐车发生火灾后的温度分布和烟气输运规律。结果表明,在行驶速度较慢时,隧道内会形成顶棚射流,羽流向运动前方扩散速度较快且温度较高,高温区的影响范围、烟气... 利用Fluent建立隧道内油罐车运动火灾模型,模拟研究不同行驶速度下,隧道内油罐车发生火灾后的温度分布和烟气输运规律。结果表明,在行驶速度较慢时,隧道内会形成顶棚射流,羽流向运动前方扩散速度较快且温度较高,高温区的影响范围、烟气浓度及分布范围也较大。随着车速增大,顶棚射流的位置更加靠近运动前方,顶棚射流难以形成,油罐车后方形成卷吸的涡旋团流,高温区影响范围也在相对风流的作用下逐渐减小,烟气浓度在油罐车后方的某一位置出现突变。 展开更多

关键词 隧道 油罐车火灾 数值模拟 温度分布 烟气蔓延

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深部矿井频繁微扰动下煤巷损伤累积演化规律 被引量：5

7

作者 魏明尧 刘春 +3 位作者 刘应科 满忠毅 王强 牛宏伟 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第8期2689-2701,共13页

建立煤体损伤增量本构模型和黏聚力软化模型,并采用Mohr-Coulomb破坏准则进行塑性变形修正,全面表征煤体的累积损伤破坏力学特征。采用C++语言编写FLAC3D软件的自定义本构模型动态链接库文件,通过循环快速加卸载实验对比验证新模型的准... 建立煤体损伤增量本构模型和黏聚力软化模型,并采用Mohr-Coulomb破坏准则进行塑性变形修正,全面表征煤体的累积损伤破坏力学特征。采用C++语言编写FLAC3D软件的自定义本构模型动态链接库文件,通过循环快速加卸载实验对比验证新模型的准确性。模拟频繁扰动作用后巷道围岩的变形和破坏过程,并分析扰动次数和埋深因素对围岩破坏特征的影响规律,讨论频繁扰动造成的围岩冲击破坏孕育机理。研究结果表明:在地应力和频繁扰动应力共同作用下,造成巷道左帮破坏严重,围岩内部产生大量损伤区并形成多条连通的损伤带;随着扰动次数的增加,左侧围岩损伤程度和损伤范围增加,当扰动次数超过临界点时,围岩损伤程度大幅增加,易引起围岩区域性的严重破坏;煤层埋深越大,原岩应力越高,对外界扰动越敏感,在扰动应力叠加作用下围岩损伤破坏带延伸至深部,且损伤带贯通区域增大,更易形成围岩的整体失稳破坏。 展开更多

关键词 动力扰动 围岩损伤 数值模拟 动力灾害

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计算机数据中心液氮防灭火数值模拟 被引量：5

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作者 康建宏 张欣雨 +1 位作者 邬锦华 朱继鹏 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2020年第7期904-907,共4页

针对液氮喷淋在数据中心防灭火方面研究较少的现状,通过FDS对某数据中心进行火灾数值模拟,对比有无液氮灭火系统两种情况,机房内烟气蔓延、火焰控制、温度分布以及能见度等参数的变化规律。结果表明,液氮喷淋系统在控制火灾烟气蔓延方... 针对液氮喷淋在数据中心防灭火方面研究较少的现状,通过FDS对某数据中心进行火灾数值模拟,对比有无液氮灭火系统两种情况,机房内烟气蔓延、火焰控制、温度分布以及能见度等参数的变化规律。结果表明,液氮喷淋系统在控制火灾烟气蔓延方面有分散作用,可提高走道处的能见度;液氮汽化并快速分布到整个空间中,可在500 s内将着火点周围的温度降低到50℃以下,对其他设备起到保护作用;与传统CO2灭火相比,液氮灭火具有一定的优越性。 展开更多

关键词 计算机数据中心 液氮防灭火 数值模拟 温度分布 能见度

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超细干粉气固两相流在水平直管中的流动特性研究 被引量：2

9

作者 季经纬 蔡伟明 +1 位作者 田志坚 寇江 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2022年第10期1445-1450,共6页

采用Fluent软件,利用欧拉多相流模型模拟了粒径为18μm的超细干粉灭火剂在直径8 cm的水平直管内喷射时的沿程阻力、横截面上的流速及干粉体积分数分布特点。结果表明,在流速为25~150 m/s和超细干粉体积分数为5%~15%时,水平直管的沿程阻... 采用Fluent软件,利用欧拉多相流模型模拟了粒径为18μm的超细干粉灭火剂在直径8 cm的水平直管内喷射时的沿程阻力、横截面上的流速及干粉体积分数分布特点。结果表明,在流速为25~150 m/s和超细干粉体积分数为5%~15%时,水平直管的沿程阻力与流速呈二次函数关系,与干粉的体积分数呈一次函数关系,阻力值为0.003 28~0.259 81 MPa/m。受管壁摩擦力影响,两相流在管道横截面上的流速呈现中间快四周慢的分布特点,而固体颗粒体积分数对流速的影响可以忽略。横截面上的速度分布不同所产生的气相曳力导致超细干粉体积分数呈环状分布,气相曳力与初始速度有关,与干粉体积分数无关。流速低于70 m/s时超细干粉呈月牙状分布,管道下部贴近管壁位置体积分数最高,超过此流速时,超细干粉在横截面上0.8r~0.9r范围内体积分数最高,呈环状分布,贴近管壁位置体积分数最低,流速大于70 m/s可有效抑制超细干粉沉降。 展开更多

关键词 气固两相流 超细干粉 数值模拟 沿程阻力

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倾斜导烟板对隧道机械排烟效果影响研究 被引量：1

10

作者 季经纬 李福清 +1 位作者 卢文 蔡伟明 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2022年第6期777-782,共6页

排烟口风速随着负压差增大而增大,而增大排烟口负压容易出现吸穿效应,同时由于烟气沿顶棚纵向扩散时存在水平惯性力,往往还未进入排烟口就流向其后方,使控烟效果变差。针对上述问题,在排烟口下方设计了一种倾斜导烟板(ISD)来优化排烟口... 排烟口风速随着负压差增大而增大,而增大排烟口负压容易出现吸穿效应,同时由于烟气沿顶棚纵向扩散时存在水平惯性力,往往还未进入排烟口就流向其后方,使控烟效果变差。针对上述问题,在排烟口下方设计了一种倾斜导烟板(ISD)来优化排烟口处流场,增大排烟口处的负压差,抵挡排烟口下方烟气的水平惯性力并抑制吸穿效应,提高排烟效率。应用FDS模拟验证ISD对排烟效果的影响,结果表明,ISD装置能明显提高排烟口的排烟能力,当倾斜挡烟板垂直高度为600 mm时,与普通排烟口相比,流向下游的热量流量减少99.8%,排烟口下方负压增大3倍,并且对抑制吸穿现象效果明显,机械排烟效率得到提高。 展开更多

关键词 隧道火灾 排烟口 导烟板 烟气控制 数值模拟

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改性干水灭火剂灭木垛火试验研究

11

作者 朱国庆 陈春娜 +1 位作者 汪洋 刘春晓 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2023年第2期149-153,共5页

新型干水灭火剂因其高含水量和特殊核壳结构,具有良好的灭火效果。为探究干水对木垛火的灭火效果,自行制备磷酸二氢铵改性干水并开展小尺寸木垛火灭火试验。结果表明:干水灭火剂能够扑灭小尺寸木垛火且不发生复燃,改性干水的控火时间仅... 新型干水灭火剂因其高含水量和特殊核壳结构,具有良好的灭火效果。为探究干水对木垛火的灭火效果,自行制备磷酸二氢铵改性干水并开展小尺寸木垛火灭火试验。结果表明:干水灭火剂能够扑灭小尺寸木垛火且不发生复燃,改性干水的控火时间仅为8 s,控火过程中火焰高度持续快速下降,而干粉灭火剂的控火时间则为20 s,喷撒结束39 s后发生复燃;改性干水对火焰区及木垛的温度抑制效果均优于干粉灭火剂,控火时间内,改性干水作用下木垛表面的平均温降速率高达17.00℃/s,是干粉灭火剂作用下平均温降速率的1.94倍;改性干水能够有效降低木垛内部温度,在喷撒50 s内,木垛中心的平均温降速率为8.78℃/s,而干粉灭火剂缺乏冷却作用,木垛中心的平均温降速率仅为6.10℃/s,无法有效抑制阴燃。 展开更多

关键词 改性干水 灭火剂 木垛火 控火时间 平均温降速率

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基于无人机的三维消防辅助救援系统构建 被引量：7

12

作者 闫肃 张国维 +1 位作者 朱国庆 潘荣亮 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2020年第5期659-662,共4页

为实现高效、科学、精准的灭火救援,提出利用无人机快速构建受灾体周边地理信息和受灾体三维模型的精准建模,并对火灾灾变因子进行实时监控,侦测火灾发展过程中气流、温度场、有毒有害气体等灾害因子的时空分布。利用低延时的5G网络和... 为实现高效、科学、精准的灭火救援,提出利用无人机快速构建受灾体周边地理信息和受灾体三维模型的精准建模,并对火灾灾变因子进行实时监控,侦测火灾发展过程中气流、温度场、有毒有害气体等灾害因子的时空分布。利用低延时的5G网络和火灾灾变理论建立云端消防智慧大脑,对无人机采集的实时数据进行云端数学建模和计算处理,预测火灾可能的演变路径和灾变过程,形成根据实时灾害信息动态调整的消防救援决策方案。利用5G通信网络将无人机感知的灾变数据及动态救援决策方案实时传输给消防救援人员,提高灭火救援效率,避免灾害转戾所造成的消防人员伤亡。 展开更多

关键词 无人机 消防救援 辅助决策 智慧消防

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综合管廊内防火隔板对电缆火蔓延的影响 被引量：14

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作者 李政 张国维 +2 位作者 贾伯岩 朱国庆 张鹏 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2020年第5期611-614,共4页

以苏州城北路综合管廊标准段为参考建立FDS全尺寸火灾数值仿真模型,模拟分析综合管廊电力电缆舱室发生火灾时的火势发展形势、温度分布。在管廊左、右两侧设置了4层电缆,分有、无防火隔板两个场景研究防火隔板对火势发展及温度分布的影... 以苏州城北路综合管廊标准段为参考建立FDS全尺寸火灾数值仿真模型,模拟分析综合管廊电力电缆舱室发生火灾时的火势发展形势、温度分布。在管廊左、右两侧设置了4层电缆,分有、无防火隔板两个场景研究防火隔板对火势发展及温度分布的影响。结果表明:未设置防火隔板时,管廊内发生火灾时火势的发展方向首先以横向蔓延为主,顶部电缆随着火势的扩大及烟气聚集传热发生燃烧最后向管廊的其他区域蔓延。设置防火隔板后,竖向火的蔓延时间延缓了约40%,管廊内最高温度降低约18%。 展开更多

关键词 综合管廊 电缆火灾 FDS 温度场 烟气蔓延 防火隔板

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平行双电缆火蔓延特性及预测模型研究 被引量：4

14

作者 贾伯岩 张鹏 +3 位作者 王涛 徐亚兵 朱国庆 安伟光 《消防科学与技术》 CAS 北大核心 2021年第6期847-850,共4页

电缆广泛应用于城市建筑和工业场所,一旦电缆被点燃将会造成严重的后果。而电缆在敷设时并非单根,故本文以水平方向上的平行双电缆为研究对象,通过对其燃烧过程中的3种传热方式进行分析,建立预测火蔓延速度的数学模型。开展水平方向上... 电缆广泛应用于城市建筑和工业场所,一旦电缆被点燃将会造成严重的后果。而电缆在敷设时并非单根,故本文以水平方向上的平行双电缆为研究对象,通过对其燃烧过程中的3种传热方式进行分析,建立预测火蔓延速度的数学模型。开展水平方向上的平行双电缆火蔓延实验研究,分析电缆间距对火蔓延特性的影响,发现火焰高度、火焰宽度、火蔓延速度随间距的增大而先增大后减小,实验结果和模型预测结果较一致。 展开更多

关键词 平行双电缆 电缆间距 传热 火蔓延速度 火焰尺寸

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