不同火源功率对列车火灾影响的FDS模拟与分析

以某高速检测列车为背景,采用美国NIST开发的大涡模拟软件,对列车运行速度为40 km/h时10、15、20、25 MW四种火源功率对列车火灾的影响进行数值模拟与分析.计算结果表明列车火灾可以达到的最大火灾热释放速率为20 MW,火源功率在10～20 MW之间时,改变火源功率对列车内的温度和烟气浓度影响不大.在车厢外壁将有1 000℃左右的高温区,因此列车防火还要考虑外壁的隔热性能.

ISO 9705房间实体火灾试验及FDS模拟研究

通过锥形量热仪试验测试家具样品的单位面积热释放速率曲线,通过ISO 9705房间实体火灾试验测试家具的热释放量、产烟量和烟气温度。基于家具物品的基本材料特性和锥形量热仪数据进行FDS模拟,与ISO 9705房间实体火灾试验数据进行对比。试验结果表明:基于锥形量热仪数据作为FDS模拟的基本输入参数,模拟得到的热释放速率结果能够更好地与试验值吻合;FDS能够很好地模拟ISO 9705房间实体火灾试验中顶棚温度及气流温度的峰值发展变化情况,但在热烟气层高度以下,模拟结果与实测值之间存在较大差异。

基于FDS模拟的屋顶停车场汽车火灾火场特性研究

通过FDS数值模拟研究了屋顶停车场客车火灾在不同火灾场景下的蔓延规律,结果表明:1客车发生火灾时,前窗会释放大量热量;2一辆客车起火,保证相邻客车不被引燃的停车位间距为1.7 m;3无环境风及消防干预时,火场可见度高,2 m高度温度低于60℃,火灾救援条件良好;采用水喷淋系统时,高温烟气大范围沉降蔓延,造成可见度大幅降低;4停车单元方案可集约化利用停车场面积,相邻停车单元火灾安全间距为2.5 m。

基于ISO9705房间木垛火试验的FDS模拟预测研究

为了验证FDS模拟的有效性和可靠性,在ISO 9705试验房间内进行一定荷载的木垛火试验。利用火灾动力学模拟软件FDS针对同样的火灾场景进行模拟计算,比较不同网格配置对模拟结果的影响。结果表明:Multi-block格点配置是最佳的格点配置形式,其模拟得到的木垛火热释放速率变化、烟气温度变化、CO2体积分数变化的结果能够很好地与实测值吻合,但对CO体积分数不能准确模拟;Multi-block能够在不降低计算精度的前提下,降低格点数目,减少计算时间,节约计算成本。

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。

改造工程中楼梯间防烟方式的FDS模拟研究

在改造工程中,低层建筑的楼梯间无法满足规范要求的自然排烟方式,若严格按照国家标准的要求又要增加前室,涉及结构、土建方面改造工程量较大。运用FDS模拟在楼梯间采用直灌式加压送风系统或者在楼梯间顶层设有一定的自然通风有效面积的防烟效果,与现行规范要求相比较,研究在不具备设置加压送风竖井的条件时,楼梯间采用直灌式加压送风系统的可行性。

某地下隧道细水雾灭火有效性的FDS模拟研究

隧道火灾由于其特殊性,对灭火系统要求较为特殊.细水雾灭火技术作为一种较为现代并且清洁、高效的灭火技术,广泛应用于地下隧道的灭火工作中.利用火灾场模拟软件FDS模拟研究证实了成都某商业区地下隧道中细水雾灭火技术在抑制隧道火灾烟气、降低温度等方面的有效性.指出细水雾灭火应与机械排烟合理有效地结合才能够达到最佳的灭火效果.

木结构厂房耐火性能的FDS模拟

文章主要对近年来需求广泛增加的木结构建筑在发生火灾时的耐火性能进行研究,利用FDS模拟软件对厂房进行全尺寸火灾模拟,通过数值模拟得出木结构染色车间十个防火分区在发生火灾时木结构梁和桩位的温度变化,得出无论纵向木结构还是横向梁的温度变化,都在标准温升曲线以下,可以达到《建筑设计防火规范》中二级耐火等级的要求。

基于实体试验及FDS模拟的气承式膜结构储煤棚防火性能研究

近年来,气承膜结构被广泛用于储煤建筑,具有造价低、自重轻、施工周期短、环保性能高等优点,但是也存在一定的火灾风险,亟需对气承膜煤棚的防火性能进行系统研究。本研究选取某实际的PVDF气承膜煤棚项目作为研究对象,通过膜材燃烧试验研究膜材燃烧性能,采用缩尺寸实体试验研究裂解临界温度,通过理论计算分析煤堆火灾危险性和膜结构裂解辐射强度,采用FDS数值模拟重点分析单一火源在不同位置的温度和烟气场分布情况,分析膜棚的防火性能。研究结果表明,本研究采用的PVDF膜材属于B1级难燃的PVDF材料,在火灾时的裂解临界温度为330℃;不同位置的火源会使烟气的运动规律发生变化,膜棚发生裂解主要是火源直接与膜材接触导致达到330℃的临界温度,燃烧与热辐射强度无关。本研究采用了煤堆火灾危险性分析、膜材料的燃烧特性测试、裂解临界温度等多种研究方法,并通过缩尺寸试验和模拟试验互相结合的手段,具有可靠性强,准确度高的特点。研究为气承式膜结构煤棚的防火性能提供了理论依据和数据支撑。

基于FDS模拟的大型会展中心主会议厅性能化防火设计研究

在分析大型会展中心主会议厅防火分区、防火分隔与安全疏散设计的基础之上,基于其消防性能化防火设计目标、火灾增长速率分析和性能化防火设计的条件,采用FDS模拟对大型会展中心主会议厅发生火灾时的温度、烟气蔓延特性进行模拟分析,模拟结果表明:在各消防设施有效动作的情况下,各设定火灾场景的人员可用疏散时间不小于1 200 s,大于720 s(12 min).在自动喷水灭火系统或排烟系统失效的情况下,人员可用疏散时间亦不低于1 076 s,大于720 s(12 min).在自动灭火系统和机械排烟系统均有效或者失效时,烟气均不会蔓延出会议厅而对其它区域的人员疏散造成影响.

基于FDS模拟的大型会展中心展览大厅性能化防火设计研究

大型会展中心建筑的大跨度、超长度、室内高举架大空间形式,以及功能的综合多样性、火灾荷载的可变性,决定了其火灾特性与普通建筑有明显差别.采用FDS对展览大厅发生火灾时的温度、烟气蔓延特性进行模拟分析,模拟结果表明:在各消防设施有效动作的情况下,各设定火灾场景的人员可用疏散时间不小于1200s(大于720s);在自动喷水灭火系统或排烟系统失效的情况下,人员可用疏散时间亦不低于687s(接近720s);当自然排烟口的净面积不小于展览大厅建筑面积的8%时,可以保证展览大厅人员疏散的安全;设定火灾场景下,屋顶钢结构的最高温度不超过230℃;展览大厅火源周围9m范围外的烟气最高温度均未超过设定的极限值360℃,展览大厅内所设置的9.0m宽的防火隔离带可有效防止火灾蔓延.

基于BIM模型与FDS的老旧活动中心火灾数值模拟

为探究火灾发生时CO浓度、能见度、火场温度等火灾参数的时变特性.以某老旧活动中心为例,通过Revit软件构筑该建筑物理模型,利用火灾动力学(Fire Dynamics Simulator,FDS)软件Pyrosim对3种火灾工况开展数值模拟计算.研究结果表明:窗户开启比窗户关闭在火灾CO浓度、能见度、温度到达临界时间至少分别降低41.3%、11.8%、16.3%;打开楼梯间附近窗户比打开火源处窗户能有效降低危害,该研究成果可为后续火情预防应急管理提供相应的防范措施及对策建议.

基于FDS的风扇舱双油池火温度变化特征

航空发动机燃油泄漏形成的油池火威胁发动机运行和飞机安全,为描述风扇舱内油池火复杂的物理传播过程,开展双油池火温度变化特征的研究。首先,基于火灾动力学模拟软件(FDS)建立CFM56-7B发动机风扇舱物理计算模型;然后,比较Trent 800发动机风扇舱单油池火温度计算值与试验值,验证网格独立性;最后,借助探测器和切片分析舱内双油池火的发展过程和温度变化特征。结果表明:双油池火温度在舱内环向上经历增加和振荡准稳态2个变化阶段,其变化幅度与探测器和油池的间距相关;油池火向左偏斜现象导致左半边温度较高;火焰在轴向上经历火羽流上浮、火焰开始融合、融合扩大和完全融合等阶段。

基于FDS的小餐馆火灾模拟研究

通过对近年来频繁发生火灾的某小餐馆进行数值模拟,研究了在食用油火灾自由发展下的烟气蔓延状况以及食用油火灾没有蔓延时对油烟道温度的影响,并探讨了在三种不同参数设置下,细水雾对食用油火灾的抑制状况。得出结论:食用油火灾蔓延后,烟气会迅速布满整个餐馆;在不对食用油进行灭火处理的情况下,食用油火灾会引发油烟道火灾。三种不同参数设置下的细水雾均能有效避免油烟道火灾。

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。

基于FDS的施工地铁车站火灾模拟及疏散方案

地铁车站施工过程中,当只有主体结构施工完成,消防、通风和其它防护措施尚未安装时,一旦发生火灾,会对人员疏散造成严重影响。针对上述问题,以某地铁车站为例,研究上述条件下发生火灾时温度和烟尘的分布情况,及烟筒效应和抽吸作用对分布的影响,并制定人员疏散方案。研究使用FDS软件,根据该车站的具体条件建模,在车站主体6个代表性位置设置火源。模拟火灾发生后300 s内这些位置分别起火后烟尘扩散速度及到达疏散通道的时间,以及这5个疏散通道出口处温度随时间的变化规律。研究结果表明,在火灾过程中,烟筒效应和抽吸作用比较明显。温度在前100 s剧烈上升,200 s^300 s缓慢波动上升,趋于稳定,最高温度为250℃,最低温度为20℃。从烟尘流动和温度变化来看,在临界温度内施工人员有足够的疏散时间和空间,进而可制定相应的施工人员疏散方案。

基于FDS模拟的大型商业综合体中庭火灾人员疏散研究

通过对某大型商业综合体中庭烟气流动、烟气现状和人员疏散进行模拟分析,对中庭火灾烟气流动及其影响因素进行了研究;分析了起火位置、火灾荷载并进行了人员疏散等参数的确定;得出了大型商业综合体中庭发生火灾时,烟气不会对人员构成危害的结论.通过烟气模拟和人员安全疏散计算,表明人员能够安全逃离火灾区域;保证中庭内喷淋系统、排烟系统等消防设施的正常工作,是保障中庭火灾发生时人员能够安全疏散的基础要求.

基于FDS的电点火器件制造车间火灾危险性研究

电点火器件生产存在产品危险度高、场所火灾风险大以及安全隐患认识片面等问题。以某民爆产品生产企业典型电点火器件制造车间为研究对象,利用FDS软件通过对其火灾危险性进行数值模拟分析,研究有风和无风两种条件下点火器件制造车间内发生火灾事故后火焰及烟气的蔓延规律以及温度、能见度、烟气层高度等参数的变化特征,并重点分析制造车间内火焰及烟气形成的高温对其他电点火器件的影响,据此确定火灾发生后的危险地点和相对安全的人员逃生路线。结果表明:相比于无风条件,有风条件下制造车间内火灾人员逃生时间缩短25~50 s;风存在与否对人员选择逃生路线有关键的影响,由于有风条件下火灾燃烧速度加快,烟气产生和扩散速度也增加,人员逃离速度要求更高,因此有、无风时人员应选择不同的逃生路线。

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.

基于火灾试验的FDS大涡模拟非均匀网格优化

为了研究火灾FDS数值模拟结果与网格划分之间的关系,基于全尺寸钢结构厂房火灾试验,对火灾情况下厂房内温度分布等进行了分析,同时在该试验的基础上,通过均匀网格划分法和非均匀网格多分区法对火源正上方8.5m处烟气温度进行了数值模拟,并将模拟结果与试验数据进行对比。结果表明:对敏感性较高的火源区域和羽流区域进行网格加密,得到的模拟结果与试验数据更为接近。采用非均匀网格划分法能有效地提高模拟精度,并在一定程度上减少了模拟时间,是处理大空间火灾数值模拟的一种较好的方法。