基于FDS的大型原油储罐防火堤内池火灾的数值模拟

以某大型原油储备库为例,采用火灾模拟软件FDS对总罐容为106m3的大型原油浮顶罐的罐区防火堤内池火灾事故进行数值模拟.模拟对象为罐区消防救援最不利点处防火堤.燃烧模型采取了FDS设置固定热释放率的方式,热释放率设为1 500 kJ/m2.由模拟结果得出,火焰高度在55 m左右,临近罐壁表面最高温度为160℃左右.随着燃烧趋于稳定,并考虑大气气流的影响,防火堤内池火灾对临近储罐热辐射强度值稳定在25kW/m2左右.

建筑火灾烟气中CO迁移规律的FDS模拟

以T型"侧间-走廊"典型建筑火灾为模拟对象,分析烟气在走廊中的水平和垂直流动特征,并对火源房门高低、走廊端头启闭和多房门启闭等场景使用火灾模拟软件(FDS)进行了模拟和远距离房间CO浓度的迁移规律的分析。结果表明:烟气从火源房间经拱腹溢出在走廊中形成受限空间的顶棚射流;门檐高度决定了CO能够在走廊中的迁移量;烟气在走廊远距离封闭端头形成上部的热烟气层,中部回流层和下层的补气层;其中中部烟气回流层的高低、流速和CO浓度是影响临近非火源房间CO浓度的重要因素。走廊启闭和多房门火灾场景的模拟结果也进一步证明了CO的迁移规律。

建造过程中大型复杂船舶火灾危险性的模拟研究

为分析大型复杂船舶建造过程中的火灾危险性,保障施工过程中人员和设备的安全,以客滚船居住甲板为研究对象,基于火灾动力学模拟软件模拟其驾驶室和走道火灾工况,分析烟气能见度、温度和CO浓度的变化规律,确定可用安全疏散时间(ASET)。结果表明:驾驶室和走道火灾工况下烟气能见度随时间的增加而迅速降低,烟气温度和CO浓度随时间的增加而增加。对居住甲板火灾的可用安全疏散时间而言,能见度的影响最为关键;驾驶室和走道火灾工况下人员可用安全疏散时间的最小值分别为91.8和48.6s;火源位置和火灾规模对居住甲板的火灾危险性影响较为显著。建议在施工过程中严格控制火灾荷载,及时安装火灾探测报警器和灭火装置。研究结果可为大型复杂船舶火灾的危险性分析提供理论依据和技术支撑,进而提升船舶建造过程中的消防安全等级。

基于火灾动力学模拟的古建筑火灾探测器布置研究

为尽快发现和控制火灾,使古建筑的消防投资更经济有效,需进行试验研究。但古建筑不能进行现场试验,通过基于火灾动力学的场模拟软件FDS5.0,以山西圣母殿为例,建立物理模型,模拟火灾发生、发展过程,得出火灾烟气蔓延过程中浓度和温度随时间变化的不同分布。通过对模拟结果分析,对圣母殿中感烟和感温2种火灾探测器进行合理有效的布置,经过数据检验,在最短时间内报警系统有效报警。结果分析表明:不论着火点在建筑的什么位置,只要合理的设置和组合火灾探测设备,就能在第一时间发现火情。证明了软件模拟的方法对古建筑消防设施设置方式的可行性。

火灾模拟技术综述

近年来,随着计算机技术的不断发展,其在消防领域的应用也到了越来越广泛的重视。火灾现场模拟是其中一个重要应用：通过全方位的建模,协助消防人员掌握火灾现场,快速做出应急预案,减少人员伤亡和财产损失。本文总结分析了常见的火灾模型,介绍了火灾模拟的常用软件,为火灾现场的计算机模拟中模型和软件的选择提供参考。

低真空隧道列车车厢内部火灾乘客疏散方案

为探究真空管道运输系统内列车火灾的人员疏散问题及烟气蔓延规律,运用火灾模拟软件(FDS)及人员仿真疏散软件Pathfinder,以低真空隧道内由5节车厢构成的高速列车车厢火灾时乘客疏散为研究对象,综合比较10种疏散方案中疏散时间、烟气蔓延程度及CO体积分数,得到乘客最佳疏散方案,并设计救援车对接高速列车车门的辅助疏散方式。结果表明:当着火车厢的乘客疏散至相邻车厢时,乘客的最佳疏散方式为靠近门口的2排乘客与靠近火源的1排乘客同时离开,随后按照与火源的距离由近到远逐排撤离。若采用救援车辅助疏散,当火灾发生在车厢1、车厢2或车厢3时,救援车到达后完成全车乘客疏散的总用时分别为533、586和376 s;车厢1发生火灾时,门1的利用时间为200 s;车厢2发生火灾时,门1的利用时间为145 s;当车厢3发生火灾时,2个门的利用率较为均衡。因此,在实际疏散时,可以采用语音播报的形式引导乘客充分利用好2个车门,以节约疏散时间。

基于FDS的外窗形式对建筑外立面火灾蔓延影响的模拟

为探讨火灾时建筑外窗形式对火灾蔓延的影响,本文以某可发性聚苯乙烯(EPS)外墙7层住宅建筑为对象,借助火灾动力学模拟软件(FDS),模拟了火灾时普通窗和飘窗等两种外窗形式的温度、CO浓度和蔓延速度,对比分析表明,与普通窗相比,飘窗对建筑外立面火灾蔓延有一定的阻碍作用,但有其局限性.

公路隧道火灾烟气层高度判定方法

浮力频率法、N百分比法、积分比法为常用的3种判断隧道火灾烟气层底部高度的方法,这3种判断方法计算结果与视觉观察结果通常存在偏差,为研究偏差程度及原因,基于火灾动力学模拟软件(FDS)建立长隧道模型,设定6种火源功率,通过竖向能见度分布验证现存判断方法与视觉结果的偏差程度,提出能见度突变法。结果表明:4种方法计算得出隧道火灾烟气层底部高度结果与视觉观察结果的偏差顺序为(按差值占隧道高度比例排序):能见度突变法(1.63%)<浮力频率法(4.88%)<N百分比法(N=30,7.88%)<积分比法(8.50%);积分比法和浮力频率法结果大于视觉结果;隧道竖向能见度值随高度增加先保持恒定,后突变迅速下降,且HRR越大,下降越快,能见度值越低。

海洋钻井平台火灾疏散仿真研究

为研究影响海洋平台火灾人员疏散的因素,以南海某钻井平台为例,应用火灾模拟软件（FDS）仿真模拟火灾场景,分析火灾情景下温度场、烟气层高度、能见度和热辐射等特征参数的变化;利用疏散模块（EVAC）量化分析出口熟悉度、反应时间和移动速度等因素对人员应急疏散的影响;利用Pathfinder软件分析人员疏散过程中各逃生梯道流率和使用量情况。结果表明：发生火灾时,下甲板东北侧梯道受火灾影响最大,西南侧梯道最安全;人员移动速度、出口熟悉率和反应时间对整体疏散效率影响较大;在疏散过程中东南侧梯道使用量最大,西南侧梯道次之。

水幕在隧道中灭火的数值模拟研究

利用CFD软件中的专用FDS软件对水幕在隧道产生火灾进行灭火模拟研究,模拟水幕对隧道中火灾产生的烟气流动速度、烟气浓度以及温度等特性参数的影响,模拟得到水幕能有效地减慢地下隧道中烟雾的扩散和降低烟雾的温度,为地下工事中的人员逃离提供有力的保证,为加强地下工事的防御提供了理论参考。

水喷雾作用下特高压换流变压器火灾上部空间温度研究

针对换流变压器火灾中换流变压器上方跨线受热后易发生断裂的现象,利用火灾动力学模拟软件(fire dynamics simulator,FDS),研究换流变压器发生火灾时,周边水喷雾系统对上部空间温度分布的影响。结果表明:处于围护结构中的换流变压器发生火灾时易形成贴壁火羽流,并在喷雾作用下在远离阀厅的位置形成另外的高温区域;变压器上油枕、套管等结构,影响了火灾发生时的羽流流场,进而阻碍了部分区域的温度演变,在模拟所得温度场情况下,线缆钢材温度已经超过其力学性能和机械性能失效的临界值,因此需要对相应位置处的结构提供保护、加强材料性能以及保证水喷雾系统的有效性,提升线缆在火灾中的可靠性,降低火灾次生灾害引起的损失。

木结构古建筑室内火灾发展的数值分析

消防安全是所有类型建筑中的重要问题,特别是在木结构古建筑中。在本文中,室内火灾实验是在一个高火灾荷载的木结构古建筑的全尺寸模型中进行,并通过烟气和火焰蔓延来探索火灾的增长及蔓延方式。使用FDS软件模拟不同火灾情景下火灾的发生发展过程,以研究火灾发展的影响因素,并预测木结构古建筑的火灾特征。结果表明,火源在大殿的角落和屋顶处易引起火灾蔓延;大殿内火灾荷载越多,火灾蔓延速度越快;木材的热解温度越低,发生轰燃时间越短。

大型储煤堆场全封闭改造的消防安全评估研究

针对既有储煤堆场因环保需要进行全封闭改造,导致其占地面积过大等问题,运用消防安全评估的方法,参考相关案例,从防火隔离带、安全出口、消防设施等方面进行优化设计,并采用FDS数值模拟软件,着重对不同煤堆间火灾热辐射及钢结构的安全性进行分析验证。结果表明:宽度大于12m的防火隔离带可确保着火煤堆不会引燃相邻煤堆;除部分空间净高较低的火源正上方位置外,其他区域均未达到钢结构失效的临界温度。建议距离煤堆较近,净高较低的钢结构承重构件采取防火保护措施。评估结果可为同类案例提供参考。

新风口面积对受限空间内回燃影响的研究

利用火灾动力学模拟软件FDS,以某商场为原型,建立数值模型,模拟不同新风口面积条件下受限空间内部回燃现象,测定火灾过程中初始火源及新风口上方温度、火焰高度,研究新风口面积对回燃现象的影响.模拟结果表明,在通入新鲜空气的180s中,在新风口附近出现持续爆燃;当新风口面积为2m2时,爆燃火焰高度可达5m以上.新风口上部及受限空间内部温度随其面积的增加而提高,因此消防员进入受限空间救援时,应做好个人防护并尽可能远离存在新鲜空气的场所.

特长公路隧道独立排烟道结构高温安全性研究

特长公路隧道的火灾安全尤其是火灾通风排烟问题日益受到特别的关注。苍岭隧道是一座长度超过7 km的公路隧道,根据多方咨询意见,其通风排烟系统采用带独立排烟道的纵向通风模式。为了判断排烟道顶隔板结构在火灾高温下的安全性,以火灾动态模拟软件FDS的分析结果为温度边界条件,通过ANSYS对火灾下与常温下顶隔板的内力及变形进行了对比分析,探讨了顶隔板在火灾下的破坏规律,得出了火灾下顶隔板的临界破坏温度及其沿隧道的纵向破坏范围。

大型商业综合体人员安全疏散探讨

在大型商业综合体中的人员展开安全疏散极为必要。以某大型商业综合体为例,利用基于FDS火灾模拟软件的仿真模拟完成该建筑人员安全疏散的时间预测与结果分析。仿真分析结果显示,该大型商业综合体中的人员能够实现安全疏散。

不同风速下胶带巷火灾温度场及灾变风流数值模拟研究

本文以中煤集团王家岭煤矿胶带巷为模型,运用火灾动态模拟软件(FDS),研究其上行通风方式下,胶带巷火灾的温度场及灾变风流流动规律。结果表明:随着时间的延长,各测点温度先快速升高,随后保持平稳,且距离火源位置较近的温度测点升温时间较早。此外,各烟气测点位置烟气浓度在短时间内均急剧升高,且随后保持平稳。随着风速的增大,巷道中的CO浓度及烟气蔓延范围逐渐减小,当风速超过1.5 m/s时,烟气逆流现象被抑制,风速高于2.5 m/s时,巷道中未出现烟气逆转现象,研究结果可为井下人员的逃生避灾提供理论指导。

无纵向风下环境压强对拱顶最高温度影响数值研究

为了给高海拔隧道火灾防灾救援设计提供参考依据,通过火灾动态模拟软件(FDS)建立全尺寸模型隧道,设置5种不同环境压强,研究环境压强对隧道火灾拱顶最高温度的影响。结果表明:1)相同火源热释放速率(HRR)下,拱顶最高温度随着压强降低而增大;2)环境压强降低引起的空气密度与卷吸强度变化是造成拱顶最高温度变化的主要原因。基于理论分析和数值计算结果,提出考虑环境压强的拱顶最高温度预测模型。预测模型拱顶最高温度与考虑环境压强的无量纲热释放速率的2/3次幂成正比,试验数据验证了预测模型的可靠性。

基于运动模式和元胞自动机的火灾环境下人员疏散模型

为模拟建筑物内火灾情况下人员安全疏散,提出了一种基于运动模式和元胞自动机的人员疏散模型。该模型借助智能移动机器人的运动模式,并考虑了火灾环境对人员的疏散行为的影响,即火灾环境对人员造成的生理心理影响从而导致低效的疏散行为。引入一个健康度的概念,在疏散过程中,人员的健康度会受到其周围的烟气浓度、温度,氧气、二氧化碳和一氧化碳浓度的影响而不断下降,从而导致人员的疏散方向的错位和疏散速度的下降。模拟了不同期望速度的人员从发生火灾的建筑物中疏散的典型过程。模拟结果与实际情况相符,模型为考虑火灾环境的人员疏散提供了一个可行的框架。

基于性能化的大型商场的人员安全疏散设计研究——以六安市亿丰家居广场为例

性能化防火设计方法是建筑防火领域最先进的设计方法,本文应用性能化防火设计的方法对某大型商场进行了防火分析,用火灾软件对火场的人员疏散进行了现场模拟,最终得出结论该商场的防火设计满足要求。