室内火灾轰燃喷出火焰的数值模拟研究
2011-04-13王婷婷
中国人民警察大学学报 2011年8期
关键词:实验
●王婷婷,宋 飞
(上海市消防总队,上海 200051)
随着现在建筑结构特点的变化,保温性能好、安装简易的可燃性墙体得到广泛使用。而建筑室内发生火灾后,特别是轰燃发生后,火焰通常会通过外墙窗口向外喷出。有时,喷出火焰的规模之大,延伸距离之长,使其既能破坏外墙墙体,又能使火灾向上蔓延,甚至对周围建筑构成威胁。此类建筑的结构特点也更加突出了喷出火焰的危害性[1-2]。由于轰燃发生后测量表征喷出火焰的一些参数具有一定的难度,因此多年来人们往往疏于这方面的实验研究。此外,有些估计建筑火灾喷出火焰热辐射危害的方法已经用了多年,随着建筑行业的快速发展,建筑的功能和样式趋于多样化,由这些方法得到的结果与实际情况往往相差较大。近年来,随着计算机技术的不断进步,利用数值模拟研究轰燃后喷出火焰问题已成为一大趋势。
1 研究的条件与场景
1.1 数值模拟条件与场景
本文计算机模拟主要采用了FDS软件,在模拟喷出火焰的辐射热通量时还采用了MATLAB软件。其中,FDS采用数值方法求解一组描述热驱动的低速流动的Navier-Stokes方程,重点是计算火灾中的烟气流动和热传递过程。CFD模型需要把房间分成很多小的三维矩形控制体或计算单元,模型计算每个单元气体的密度、速度、温度、压力和组分浓度。基于质量平衡、动量平衡、组分平衡和能量平衡,模型可以追踪火灾气体的产生和移动[3]。FDS可以利用家具、墙壁、地板和顶棚的材料特性来计算火灾的增长和蔓延。……
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