顶部开口船舱火灾下结构热力耦合方法研究

[目的]船舶舱室钢结构在火灾环境下的性能分析是结构防火设计的理论基础,与传统的标准升温法相比,基于真实火灾温度场的研究更能准确分析船舱结构的力学响应行为.为此,以船舶开口机舱结构为研究对象,开发基于FDS和ANSYS的火?热?结构耦合数值模拟方法.[方法]首先,采用FDS模拟得到火灾壁面温度场数据,以此温度场为边界条件...     

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。     

梁格法在槽形梁分析中的应用

采用基于梁格法的基本原理提出槽形梁的空间梁格模型,总结了梁格单元划分和截面特性计算的一般方法,并介绍了空间梁格模型横梁刚度的试算方法以确定出合理的横梁刚度值,最后通过工程实例验证了模型的有效性.     

港口交通资源承载力预测预警模型

根据航道交通容量计算方法,建立了航道资源静态承载力模型,基于锚地规模计算方法和基准判定参数,建立了锚地资源承载力分级模型。应用排队理论,将港口码头泊位的服务强度与航道资源、锚地资源的承载力模型相融合,构建了港口交通资源承载力综合预测预警模型,并以中国南方某港口进行实例验证。计算结果表明:应用预测预警模型,2008年与2010年的航道资源承载力指数分别为0.405与0.608,锚地资源承载力综合指数分别为1.489与0.600,2008年的港口码头服务强度为0.565,计算结果与事实相符;按照货物吞吐量的增长速度,预计到2015年,最小、最大航道资源承载力指数分别为0.593与0.796,预计到2020年,最小、最大航道资源承载力指数分别为0.685与0.944;基于现有锚地资源,预计到2015年,水深小于5m的最大锚地资源承载力指数为0.177,水深在5～10m的最大锚地资源承载力指数为1.037,水深大于10m的最大锚地资源承载力指数为1.294,预计到2020年,水深小于5m的最大锚地资源承载力指数为0.210,水深在5～10m的最大锚地资源承载力指数为1.231,水深大于10m的最大锚地资源承载力指数为1.535;预计到2015年,港口码头的最小泊位服务强度为0.858,预计到2020年,港口码头的最小泊位服务强度为0.994。