排烟条件下舱室烟气溢流的数值模拟研究

对排烟条件下不同火源功率及排烟速率下舱室竖向开口处的烟气流动进行数值模拟,发现中性面高度随着排烟量的增大而不断上移,烟气溢流量相应减小;随着火源功率的增大,中性面高度下移,溢流量增大.     

某舰艇俱乐部火灾危险性分析及防火设计方案改进

针对某舰艇俱乐部内易燃物品相对较多,防火设计不同于普通舱室的特点,采用FDS软件,建立舱室火灾模型,对舱室火灾进行全尺寸模拟,得出舱室发生火灾时的烟气运动、温度、能见度和气体组分体积分数变化等规律,分析其火灾危险性。通过设定不同的工况条件,对比分析排烟系统和喷淋系统对舰艇俱乐部火灾的灭火降温作用,对防火设计方案提出改进意见。     

有关FDS在舰船舱室火灾模拟研究中的探讨

FDS（Fire Dynamics Simulator）作为一种高效的火灾模拟软件，在针对舰船舱室进行火灾模拟时有很大局限性．文章通过FDS的网格划分、火源处理等方面进行分析，同时结合已有的处理方法，提出了适合于舰船舱室火灾数值模拟的改进方法和手段．为下一步深入地开展舰船舱室火灾模拟指明了方向．     

舰船机舱火灾烟气自然充填特性模拟实验

在舰船机舱缩尺模型中开展一系列油池火实验,对3种尺寸柴油池火产生的烟气自然充填特性进行研究。为了解无通风条件下舰船机舱内的烟气运动过程,实验中对舱室内的温度分布、气体浓度以及能见度等关键参数进行测量。实验结果表明:舱室内的温度较低,且在竖直方向上不存在分层现象;舱室顶部区域烟气中的氧气浓度很低;舱室内能见度随着火源直径的增大而降低,当油池直径为0.3 m时,能见度迅速下降至2 m左右。     

船舶舱室火灾通道烟气特性研究

有毒有害烟气是船舶火灾发生后最大的危害,对其控制和管理显得尤为重要,但目前相关的研究和应用较少,特别是火灾发生后如何消除烟雾和有害气体的研究更为缺乏。文章通过模拟舱室火灾试验,研究通道烟气的蔓延规律和温度分布情况,获得燃料的热释放速率曲线和质量燃烧速率曲线。通过通道布置的探测点得到了舱室火灾通道烟气运动规律及温度分布情况,为船舶消防损管系统设计中排烟风机的选用、布置、人员逃生和相关消防战术的制定提供参考。     

基于FDS的船舶货物转运通道火灾模拟研究

为明确船舶货物转运通道内火灾的蔓延特性,利用FDS(Fire Dynamic Simulator)火灾模拟软件建立某船货物转运通道数值仿真模型并进行模拟仿真。根据仿真结果分析该通道内发生火灾时烟气的扩散情况,研究该区域温度及能见度的变化规律,获得通道内温度及能见度超出人员承受范围的时间。研究结果可为船舶发生火灾后人员疏散策略及消防预案的制定提供指导和理论依据。     

万吨级客船汽车甲板车辆火灾烟气参数的模拟分析

客滚船在水上运输与贸易往来中承担着不可或缺的作用,其安全问题也接踵而至。其中,客滚船汽车甲板存在的危险性较大,一旦发生火灾,整船全毁。本文设计了客滚船汽车甲板车辆火灾典型场景,采用FDS(5.5.3版)构建了客滚船汽车甲板火灾模拟模型,设置1个车辆起火火源与2个延迟车辆起火火源,对甲板楼梯间温度和CO浓度进行计算。结果表明:由于通风的作用,除火源附近外,汽车甲板包括上层楼梯通道的大部分区域温度和CO浓度随火灾的发展而增加,但上升不显著。火灾发生后烟气发生明显,使能见度下降,影响火灾的扑救。     

基于CFAST和FDS的舰船舱室火灾蔓延特性对比研究

为了研究舰船舱室火灾蔓延规律并分析不同理论模型的适用性,分别基于双区域模型的CFAST软件和大涡模拟的FDS软件构建了舱段火灾场景模型,开展了舱室火灾数值模拟,详细分析了火灾温度分布规律和烟气蔓延特性,进而对2种数值方法的求解差异和适用性进行分析。结果表明,CFAST计算效率高但无法考虑物体真实燃烧反应,同时对于远源场烟气的垂直流动模拟较差,适用于多工况单层舱室火灾特性快速预报,可用于船舶消防系统的初步设计;FDS采用数值方法直接求解受火灾浮力驱动的低马赫数流动的Navier-Stokes方程,计算精度高,但效率较低,适用于船舶详细设计阶段的消防系统设计和人员疏散方案制定。     

移动式风机在舰船火灾烟气控制模型舱中的应用试验

建立舰船火灾烟气控制模型舱,针对移动式风机在正压送风时距离火源不同位置、风机仰角不同工况下,试验分析火灾烟气温度、能见度及CO浓度在空间和时间上的变化规律,结果表明,正压送风在防止烟气溢流的同时,可有效排出舱室内烟气,降低舱内温度,提高火场能见度。移动式风机在距离着火舱室门口1.5 m处,且风机仰角为20°时,能最大限度地封堵烟气的溢流。     

机械排烟控制航母机库火灾烟气运动大涡模拟

航母机库火灾是影响航母安全的重要因素。为研究航母机库火灾防护与控制技术,采用低速气流运动控制方程组和湍流燃烧大涡模拟方法仿真分析机械排烟条件下航母机库油料火灾的蔓延与烟气运动规律。结果表明：针对本算例机库几何尺寸和油池火规模,机械排烟量介于300~600 m3/s,不仅会增高热烟气层高度、降低下层烟气温度,还会降低火源附近的热流密度;当机械排烟量不超过600 m3/s时,采用机械排烟对油池火蔓延的强化影响不显著;机械排烟使热烟气排出温度明显增加,选择风机需要考虑耐温要求。     

机械排烟控制航母机库火灾烟气运动大涡模拟

航母机库火灾是影响航母安全的重要因素。为研究航母机库火灾防护与控制技术,采用低速气流运动控制方程组和湍流燃烧大涡模拟方法仿真分析机械排烟条件下航母机库油料火灾的蔓延与烟气运动规律。结果表明:针对本算例机库几何尺寸和油池火规模,机械排烟量介于300~600 m3/s,不仅会增高热烟气层高度、降低下层烟气温度,还会降低火源附近的热流密度;当机械排烟量不超过600 m3/s时,采用机械排烟对油池火蔓延的强化影响不显著;机械排烟使热烟气排出温度明显增加,选择风机需要考虑耐温要求。     

舱室消防预案数值模拟设计及实现

为提高水面舰船消防预案的有效性,针对制定舰船消防预案的需求,设计了具有工程实用性的数值模拟方案,并以某一主机舱所处防火主竖区为典型案例,采用火灾动力学场模拟方法,模拟起火舱室及相邻舱室采取灭火措施后的舱内烟气温度、舱壁和顶壁温度、CO气体浓度、能见度等参数随时间的变化,并分析火灾对扑救人员的威胁以及灭火措施对火灾控制的影响。实例计算表明,及早发现初火并正确操作至关重要,没有控制住且进一步发展的火灾,机械通风状态对舱内火灾早期烟气运动的影响较大,舱壁喷水冷却对降低舱壁温度效果明显,但封舱灭火后需要较长时间才能达到安全状态等。数值模拟结果对进一步细化消防预案具有重要意义。     

圆形开口的舰船舷侧舱室通风因子的确定

分析舰船舷侧舱室圆形开口处的空气流动情况,利用不可压缩理想流体的伯努利方程推导出基于圆形开口的舱室通风因子公式。利用Pyrosim数值模拟软件对4组不同半径圆形开口下的舷侧舱室进行火灾模型,将得到的空气流入速率数据与2组公式的计算结果进行比较,发现新推出的基于圆形开口通风因子公式更具准确性,在相同开口面积的空间火灾中,相比矩形开口,圆形开口可为火灾燃烧提供更多新鲜空气。     

基于FDS的某火锅店火灾数值模拟研究

以南京某火锅店为研究对象,采用FDS对火灾条件下的店内火灾进行数值模拟。通过模拟店内烟气扩散、温度以及能见度的变化,结合火灾灾变过程的影响,分析出最佳安全疏散时间。根据模拟结果,当无火灾报警设备时,厨房、卫生间等相对密闭房间内人员获得火灾信息时间长,不利于疏散;同等高度下的烟气影响受墙壁和区域开阔程度的影响;应对店内陈设和房间的规划进行,从而延长安全疏散时间。     

开口舱室内细水雾与油池火相互作用的数值模拟

基于火灾动力模拟软件(Fire Dynamics Simulation,FDS)对开口舱室内细水雾与油池火的相互作用进行数值模拟,探讨当开口无气流流入和流入气流速度为2m/s时细水雾的灭火机理。研究结果表明,细水雾的灭火过程可以分为3个阶段:火焰温度快速下降阶段、火焰温度稳定阶段和火焰温度缓慢下降阶段。当开口无气流流入时,火焰熄灭是由细水雾蒸发冷却和隔氧窒息共同作用的结果;当开口流入气流速度为2m/s时,细水雾的蒸发冷却是致使火焰熄灭的主要原因。当开口无气流流入时,较小粒径的细水雾具有较好的灭火效果;当开口有气流流入时,较大粒径的细水雾具有较好的灭火效果。     

有通风弹药舱角落火灾初期温度特性

为掌握有通风的弹药舱室内较隐蔽处火灾的初期温度特性,从而为其早期探测提供指导,采用数值方法对一典型弹药舱室内4种典型火灾增长系数的角落火灾进行模拟。通过对舱室内各温度探测器位置处的数据分析发现,在通风影响下,位于通风下游的温度测点所能达到的最高温度值明显高于其对应通风上游的测点,最大温差可接近10℃以上;尽管火灾产生的热烟气最先影响的还是其正上方距离最近的温度测点,但位于火源所在上方的通风下游测点会最先达到50℃;火灾高温区域主要集中在舱室通风下游,远离火源的通风上游区域在很长时间内难以受到火灾高温热烟气的影响。     

矿井机电硐室火灾模拟分析研究

矿井实际生产过程中,机电硐室火灾受多种因素影响,为确定矿井机电硐室火灾真实燃烧特性及人员逃生的影响因素。本文以某矿的机电硐室发生火灾时,使用Pyro Sim火灾模拟软件进行仿真模拟分析,分析机电硐室发生火灾后,外部运输巷内的温度、烟雾浓度以及能见度随时间变化的分布规律,分析得出机电硐室发生火灾时影响人员逃生的主要因素是烟气温度、CO浓度以及能见度。模拟结果表明该矿机电硐室火灾发生后的前100s是火源下风侧人员顺利逃生的关键时期,200s后产生的高温烟气、高浓度CO以及低能见度使受灾人员的逃生受到严重影响。     

舰船舱内爆炸载荷特征与板架毁伤规律分析

[目的]炸药在自由场、舱室内爆炸时,载荷特征存在很大差别。[方法]模拟不同药量炸药在自由场、密闭舱室与开口舱室中爆炸的过程,并对比数值计算载荷与亨利奇公式计算结果,分析炸药在密闭舱室以及开口舱室内的载荷特征。[结果]研究表明,在密闭舱室中,冲击波在角隅处形成汇聚压力,其在角隅处的冲击波总冲量约为板架中心处冲击波总冲量的1.45倍,而开口舱室角隅处的压力并不明显;与密闭舱室相比,开口舱室的反射压力峰值与准静态压力值均较小;开口舱室的冲击波总冲量约为密闭舱室的20%;密闭舱室板架的失效模式为板架沿加强筋发生塑性变形,沿角隅发生撕裂;开口舱室角隅处并未发生撕裂,但开口边缘处发生了外翻变形;只考虑冲击波作用时,采用数值模拟方法得到的板架中心最大变形值与简化计算方法得到的值比较接近,但在同时考虑冲击波、准静态压力作用时,误差较大。[结论]研究结果可为舱室内爆载荷的特征与板架毁伤规律提供较为合理的预报。     

封闭空间火灾烟气温度特性的数值模拟研究

封闭空间中火灾与一般开放空间中火灾具有许多不同的特点,运用火灾动力学仿真软件FDS,研究了不同油池尺寸下庚烷池火的烟气温度特性。结果表明：在封闭空间中,烟气可以分为上部温度较高的浓烟气层和下部温度较低的稀烟气层,分层高度大约在距地板0．25m高度处;油池尺寸越大,烟气温度越高。当油池大小为0．2m×0．2m时,烟气温度能到达450℃,对人员和舱室结构都有非常大的危害。封闭空间烟气温度分布,同一水平面基本相同,在竖直方向,浓烟气层温度分布呈均匀梯度分布;烟气蔓延存在传热传质,其热量传递以对流传热为主。     

港口仓库可燃物最佳储放区域确定

根据某港口仓库实体尺寸建立几何模型,利用大涡模拟的方法对火源抬升不同高度后的温度流场、能见度和烟气层高度进行了数值模拟。模拟结果表明:火源抬升能降低仓库整体温度,仓库温度场分为两个区域,6 m以上空间温升随火源抬升增加,6 m以下空间温升随火源抬升减小;火源抬升能减缓烟气下降,提高下部空间能见度;考虑人员安全性和建筑安全性,确定了高架仓库内可燃物的最佳储放区域的下限为人员呼吸区高度。研究成果可以为港口仓库合理堆积货物提供参考依据。