船舶舱室消防安全评估方法研究

运用基于性能化仿真分析与统计理论耦合的消防安全评估方法,以火灾发生后的平均过火面积为指标,对船舶舱室消防安全性进行评估．依据火灾发展过程中不同阶段的特点,将火灾由初期发展蔓延到整个防火分区的过程划分为4个阶段,计算了每个阶段的火灾成长概率．运用CFAST改进模型,对火灾发生后舱室烟气蔓延进行模拟分析,得到各阶段火灾的临界时间,并以此为基础对火灾发生后船舶舱室平均过火面积进行了估算．计算结果表明,该方法通过对火灾过火面积的计算可以较直观的判断出火灾的蔓延情况和对火灾控制较弱的设计环节．     

用区域模拟方法评估舰艇火灾危险性

将火灾区域模拟方法运用到舰船舱室火灾分析中，建立了全船各舱室的区域模拟模型，进行了模拟计算；根据火灾形成和蔓延的机制，确定了火灾蔓延判据．进行了全船火灾危险等级划分；在舱室区域模拟的基础上，应用模拟试验的方法，针对不同武器攻击情况，根据火灾蔓延判据和危险等级划分，编制了全船综合性评估程序，对全船火灾危险性进行评估．     

船舶舱室火灾烟气蔓延的场-区耦合模型

针对大型船舶火灾中的烟气蔓延,分析了场模型FDS软件和区域模型CFAST软件各自的局限性。基于能量传输、组分转换和压力平衡原理,建立了船舶舱室火灾烟气蔓延的场-区耦合模型。搭建了带有4个测点的船舶舱室火灾缩尺试验平台,验证了耦合模型的有效性。对船舶舱室火灾的烟气蔓延进行了场模拟、区域模拟和场-区耦合模拟,并将温度和烟气层高度的模拟结果进行对比分析。分析结果表明:4个测点的温度均随着时间的增大而上升,在同一时刻距火源近的测点温度高,随着与火源间距离的变大,测点温度降低,4个测点的温度受烟气湍流的影响略有波动;在燃烧达到稳定状态之后,场-区耦合模型能较准确地模拟烟气层高度的变化规律,均优于场模型和区域模型的模拟结果;在计算时间上,场-区耦合模型比场模型缩减了约54%的计算时间;场-区耦合模型的模拟结果与试验结果具有良好的一致性,因此,其具有较好的工程应用价值。     

动车组车内行李架火灾数值模拟

建立了模拟动车组车内火灾的计算流体动力学模型,基于低马赫数三维非稳态Navier-Stokes控制方程,使用大涡（LES——LargeEddySimulation）湍流模型计算火驱动的空气流动,对动车组行李架上小型火灾进行了数值仿真研究,分析了动车组行李架上小型火灾时车内烟气、温度及速度分布特点．结果表明：行李架上小型火灾事故时,烟雾仅在车顶部空间蔓延,只有顶部空间温度升高较为明显,既车顶部火源较小的小型火灾可以导致较高的局部高温．     

基于有向图的舰艇舱室火灾蔓延计算研究

针对舰艇舱室火灾种类多,危险度高,蔓延迅速,限制困难等特点,文中从有向图的原理和舰艇舱室结构特点出发,构建舰艇舱室有向图物理模型,建立舱室有向图矩阵数学表示,利用火灾学基本原理,按照回路内压力、温度平衡,建立舰艇舱室火灾蔓延数学模型,结合实例进行数值仿真计算.结果表明,舱室温度变化趋势符合外部条件影响,而且数值上和区域模拟软件CFAST计算误差不大,提出的方法适用于舰艇火灾蔓延规律研究.     

南京长江隧道火灾应急方案

以南京长江隧道为研究背景,分析隧道火灾可能带来的结构损伤、人员伤害及救援难点,在此基础上建立了应急响应流程。运用火灾动力学模拟软件PYROSIM建立隧道物理模型,计算分析火灾发生过程中风机风速对烟气蔓延速度、浓度和温度的影响,通过计算分析选择3．0m／s纵向通风作为临界风速,并结合分析结果提出了隧道火灾时人员疏散、车辆及装备救援以及现场救助的方法。     

地铁火灾人员逃生的模拟与分析

本文针对地铁火灾人员逃生这一问题,系统分析了地铁火灾与人员逃生过程与特点,在此基础上,提出了地铁火灾人员疏散时间计算模型。通过实验与软件,对地铁火灾的烟气的温度与扩散进行模拟,确定了地铁火灾人员疏散可用时间,总结了人员疏散所需时间的计算方法。结合了上海某地铁站的实例进行安全性分析,使得本文所提出地铁火灾疏散时间模型得以运用。     

地铁排烟风亭与出入口合理的相对位置

为防止发生地铁火灾时排烟风亭排出的烟气通过出入口倒流回车站，用FDS（火灾动力学模拟器）场模拟软件对火灾发生时排烟口烟气蔓延、分布规律及其影响因素进行了研究．模拟结果表明：排烟风亭排出的烟气倒流回出入口的可能性大小与烟气温度、其与出入口的空间距离、自然风的方向和大小等因素有关．现场试验结果证实了模拟结果的正确性．     

多层结构船舶机舱火灾烟气充填数值计算

应用大涡模拟技术，建立了多层结构船舶机舱火灾的过滤平衡方程组与Smagorinsky亚格子模型。采用二阶有限差分法对空间变量进行离散，采用显式二阶预估校中法对流动变量进行离散，采用显式二阶Runge-Kutta法对时间变量进行离散，分别求解了速度场、温度场、烟气浓度与烟气层高度，比较了多层结构与单层结构船舶机舱火灾烟气...     

尾抛式救生艇两种释放过程的建模与分析

为提高船舶救生模拟训练系统中自由降落式救生艇运动仿真的精度,首先分析了救生艇两种释放方式的运动过程,将救生艇自由降落过程分为下滑、旋转、自由下落、入水这4个阶段,并对每个阶段进行受力分析,建立运动方程。根据动量理论和切片理论计算救生艇入水时所受砰击力,利用插值计算方法对救生艇横截面半宽和其入水时的附加质量进行计算,利用Kane方程为吊放救生艇的过程建立运动学方程。最终将数学模型应用到船舶救生模拟训练系统中,该模型能够满足系统需求,提高了仿真的逼真度。     

船舶舱室火灾危险性分析

介绍设定火灾场景,计算热释放速率,使用火灾危险度的概念,对船舶舱内火灾的危险性进行综合分析;探讨了船舶防火设计中的危险源辨识问题,通过工程算例,计算某船舶防火分隔的火灾危险度.应用该方法能够从理论上指导船舶的消防设计,从使用上指导船舶损害管制.     

舰艇受损消防系统消防能力评估及抢修决策智能化系统研究

舰艇消防系统战时受损后,快速准确地对其消防能力进行评估是制定损管方案的基础.文中使用数学中的"图",对舰艇消防系统进行了数学建模;设计了消防能力智能评估算法和抢修方案智能化生成算法;在VB编程环境下建立了消防能力智能化评估及智能抢修决策系统,提高了评估和决策的速度和精度.     

故障树分析法在船舶细水雾灭火系统故障查找流程图设计中的应用

文章通过对船舶细水雾灭火系统的工作过程及常见故障的分析,提出了用故障树分析法来对船舶细水雾灭火系统进行故障诊断,建立了船舶细水雾灭火系统故障树及其故障查找流程图。通过故障查找流程图轮机员能够快速准确地找出故障并及时排除故障,保证了船舶的安全航行。     

基于MSA的智能火灾报警系统

针对传统的采用单一火灾传感器的自动消防系统易产生误报警、漏报警的问题,提出基于MSA(mu lti-step-alarm)的智能火灾报警系统.该系统采用基于BP神经网络的多传感器数据融合技术融合各种火灾传感器的信号,以减少报警时间、误报警和漏报警.提出了相关判定规则,以确认火灾报警信号,克服BP算法容易陷入误差局部最小、单纯使用训练值会产生振荡的缺陷.实验结果表明,与3种单一传感器的平均值比较,基于MSA的智能火灾报警系统的误报率和漏报率分别减少了80%和92%,报警时间缩短了50%.     

基于计算机仿真的内河船员培训模式的创建

为弥补内河船员实船培训模式、模拟器培训模式存在的缺陷,本文阐述了内河船员计算机仿真培训模式的创建思路。以计算机网络与仿真软件为平台,开发仿真船员操作培训项目及智能化船员培训效果检测体系。     

船舶航向非线性系统的输出反馈鲁棒控制

考虑船舶航向控制系统模型中存在非线性，假设模型参数和外界干扰有界的情况下，首先利用Lyapunov稳定性模型，提出了一种状态反馈鲁棒控制新算法的自动舵设计，进而考虑到实际船舶上，在进行航向控制时，并不是所有船舶运动状态都是可测的，仅有航向是可测的，采用一种高增益状态观测器对状态进行重构，提出了输出反馈鲁棒控制自动舵设计，以大连海事大学远洋实习船“育龙轮”为例，进行了输出反馈鲁棒控制自动舵设计，并利用Matlab工具箱进行了仿真研究，结果证明该算法是十分有效的。