基于Pyrosim的楼梯间火灾烟气数值模拟与分析

为分析老旧高层住宅楼在火灾场景下烟气的发展过程,以某高层住宅建筑为研究背景,通过Pyrosim软件建立火灾仿真模型,分析火灾场景下烟气在楼梯间的蔓延规律并通过开启不同楼梯间高度的窗户分析其对烟气排放的效果,对比不同楼梯间高度开窗烟气排放仿真模拟结果。结果发现:在烟气充满整个楼梯间的条件下,7层楼梯间开窗180 s时可达到3层楼梯间清晰;27层楼梯间开窗180 s时可达到6层楼梯间清晰;7层和27层楼梯间同时开窗180 s时可达到7层楼梯间清晰;在楼梯间最高处开窗180 s时可达到8层楼梯间清晰。综合楼梯间开窗排烟效果可知,楼梯间最高处开窗>中和面上、下同时开窗>中和面以上开窗>中和面以下开窗。

基于PyroSim的不同曲率弯曲隧道火灾特性研究

为探究弯曲隧道的火灾特性,研究曲率对弯曲隧道火灾烟气蔓延的影响规律,使用火灾动力学模拟软件PyroSim,对不同曲率弯曲隧道的临界风速、温度分布、烟气蔓延规律及顶棚温度衰减规律进行研究。结果表明:在同一火源功率和火源位置的情况下,临界风速与隧道曲率呈正相关性;由于壁面沿程阻力的特殊性,弯曲隧道内高温烟气在隧道内侧的传播速度更快,并且随着火灾持续时间增加,隧道两侧烟气传播速度的差距增大;火灾的顶棚温度衰减与曲率呈正相关,给出了曲率为0.6%、0.5%、0.3%、0.25%、0.14%的顶棚温度衰减预测模型。

基于PyroSim的飞机货舱火灾仿真模拟

以我国民航客机中最为常见的机型波音737-800型客机为例,参考美国联邦航空管理局(Federal Aviation Administration,FAA)的相关实验,通过仿真软件PyroSim对飞机在停靠过程中发生货舱火灾进行数值模拟,共分析不同装载率的货物燃烧、货舱门关闭、有风和存在危险的易燃易爆物品4种情况,得到货舱火灾的热释放速率和温度随时间变化情况。仿真结果符合实际,与相关实验数据相吻合,并对结果进行分析,提出一些关于飞机防火的建议,为机场消防站的布局和训练灭火、火灾报警器的设计等提供参考。

基于Pyrosim探究宿舍楼排烟系统在火灾中的作用

为了研究排烟系统在火灾中的作用,为宿舍楼的消防系统设计提供辅助依据,以某宿舍楼为例,利用Pyrosim对宿舍楼3种不同火灾工况进行了仿真模拟,分析了火灾过程中烟气的蔓延及温度、能见度、CO浓度的变化规律。模拟结果表明:走道排烟系统的设置对着火房间内火灾发展基本不影响;挡烟垂壁能有效控制烟气的蔓延,对降低2#疏散楼梯口的烟气温度和CO浓度作用明显;机械排烟的开启对1#楼梯的作用不明显,但能有效控制烟气向2#楼梯的扩散。

基于PyroSim的单向公路隧道局部抽烟设计与通风方案优化

针对单向公路隧道火灾情况,利用PyroSim建模和数值模拟软件,对2种不同的通风排烟方案展开了研究,分析了其对火灾扩散的影响和控制效果。分别对压入式纵向排烟和抽—压式排烟这2种通风模式进行了模拟对比。结果表明,与单纯压入式排烟相比,抽—压式排烟方式能更好地将火灾烟雾控制在火源附近50 m范围内,且除火源附近区域温度较高外,其他区域温升相对较小。而压入式排烟方案下的烟雾扩散范围最高超过250 m,广阔区域温度上升。这是因为在抽—压模式下,竖井抽风能有效抑制烟雾沿隧道横向扩散。通过对各项数据的定量分析可知,抽—压式排烟是2种方案中更优的通风控制方案。

基于PyroSim的高速动车火灾分析

以高速动车CRH2为研究对象,在高速动车内部不同位置设置不同的着火点,对发生火灾的车厢内部各处的温度、热释放速率以及烟雾浓度等进行数值分析研究,得出不同位置着火时的危害程度,从而为对列车加强火灾防护提供参考。

基于Pyrosim的宿舍楼火灾模拟分析

为研究不同火灾工况对宿舍楼火灾过程的影响,应用Pyrosim对某大学东六宿舍进行火灾动态模拟,对比分析了宿舍大楼所有门窗全开状态和着火房间窗户闭合、门在20 s后打开的状态下,宿舍楼各部分温度、烟气层高度、门窗热流量及烟气蔓延特点。Pyrosim模拟结果表明,在火灾爆发的前20 s内,火势发展与门窗开合状态无关。在火灾中后期,门窗全开状态下,着火房间的温度及热流量较低、烟气层离地的高度较高,着火房间上方的宿舍受烟气影响较为严重;而在着火房间窗户闭合、门在20 s后打开状态下,横向走廊及各层楼梯处受烟气影响较严重。

基于Pyrosim和Pathfinder的高校实验楼火灾疏散安全性分析与优化

高校实验楼人员密集,电气设备较多,火灾风险性较高。为分析并优化高校实验楼火灾疏散安全性,以某高校实验楼为研究背景,建立建筑信息模型(BIM),导入Pyrosim与Pathfinder软件,建立火灾仿真模型与人员疏散仿真模型,分析火灾场景下烟气温度、CO浓度、能见度对人员疏散的影响,通过对比人员可用安全疏散时间与所需安全疏散时间,计算安全裕度,用于判断火灾疏散安全性是否合格,并根据火灾烟气变化与疏散人员拥堵数据,制定高校实验楼防火设计优化方案,对比防火设计优化前后火灾疏散仿真模拟结果。结果表明:实验楼第2层B楼梯口的安全裕度为25.7 s,存在安全风险,防火设计优化后该处的安全裕度提高至76.7 s,脱离了安全风险,且实验楼第1层、第3层、第4层、第5层的安全裕度比防火设计优化前分别提高了57.5、69.0、122.3、45.5 s,实验楼各楼层重点危险区域火灾疏散安全性均得到提升。该研究结果可为我国高校实验楼防火设计优化提供理论依据与参考。

基于PyroSIM的火灾树木建模研究

通过对树木形态参数的研究,根据FDS的预、后处理的图形软件PyroSIM中建模的特点和FDS计算时对模型的要求,探究了一种适用于FDS火灾模拟软件的树木建模方法。将树木模型简化为树干和树冠两部分,并将树冠分为锥形、纺锤形和半球形三种,分别建立网格模型。

基于PyroSim的古建筑火灾蔓延规律分析

以某古建筑为研究对象,应用火灾动力学模拟软件PyroSim进行建模,分别设置7组不同的风速进行模拟,从CO、CO_2、关键位置的温度变化、能见度4个方面讨论,得到不同风速下的火灾蔓延规律,分别拟合得到风速与CO、CO_2之间的数学表达式。基于此,提出古建筑防火的措施建议。

基于PyroSim的矿井电气火灾仿真模拟

为探明矿井电气火灾的报警时间及火灾蔓延规律,采用PyroSim火灾仿真软件,以掘进巷道为例,构建模型,设置6种情况的火源分别进行数值模拟,对数值模拟监测数据进行分析处理,研究发现:矿井电气火灾时感温探测器报警温度时间约在4 min,此时火灾已经发展到轰燃阶段,以20%的烟雾浓度为临界值,4 min左右巷道内各点都可以达到该临界值。矿井电气火灾时探测器报警时间过晚,不利于人员疏散及火灾扑救,需研发出更适合的火灾探测器。

基于Pyrosim的航站楼火灾差异化喷淋系统仿真

民用机场航站楼净空高度大、纵深长,当发生火灾时,极易造成烟气积聚、人员伤亡。为了更精确地了解有无喷淋对航站楼火灾发展变化的影响,提出了使用Pyrosim火灾仿真软件,耦合火源点、喷淋、排烟、热电偶、等因素进行综合布局分析,建立航站楼火灾动力学模拟器(fire dynamics simulator,FDS)模型,并进行精细化仿真,计算得到有无喷淋系统情况下的烟气层高度、能见度、热辐射温度运行等关键指标。结果表明,仿真结果更真实、准确地推演航站楼火灾发展演化规律,能够更好地为火灾的应急预案的制定提供决策支持。

基于PyroSim模拟的大跨度、大空间仓库火灾扑救技战术研究

近年来,大跨度、大空间仓库火灾事故频发,消防部队在扑救此类火灾时面临着巨大的挑战。运用火灾PyroSim模拟软件,以某大跨度、大空间物流仓库为对象,建立物流仓库模型,应用FDS软件进行不同火灾场景的数值模拟,将火灾发展过程中温度变化、热辐射变化和烟气蔓延发展情况等因素与火灾扑救技战术相结合,分析采取不同火灾扑救技战术情况下温度-时间变化曲线、热辐射-时间变化曲线和能见度切片的数据,为消防部队在水枪阵地破拆排烟位置和选择内攻灭火时机提供一定的量化数据支撑。

基于PyroSim的老年公寓火灾烟气运动规律模拟

目的 对某高层老年公寓火灾烟气分布特征和人员疏散规律进行研究,科学地进行疏散路径决策,提高疏散效率,以减少老年公寓火灾造成的人员伤亡。方法 以苏州某高层老年公寓为研究对象,通过PyroSim软件进行火灾仿真模拟,分析火灾发生后温度、能见度、O2浓度、CO浓度和烟气层高度的变化规律。结果 火灾模拟考虑温度、能见度、O2和CO浓度、烟气层高度5个因素的人体耐受临界值,得到可用疏散时间为172 s;位于2层及以上楼层的老年人在134 s之前可通过3个楼梯间中的任意一个进行疏散,134 s到142 s之间可通过2、3号楼梯间进行疏散,142 s后只能通过3号楼梯间进行疏散。结论 得出老年公寓火灾燃烧产物的时空分布规律,计算出疏散时间,为老年公寓火灾疏散提供理论依据。

基于PyroSim 的老年公寓火灾蔓延规律分析

为了优化我国老年人照料设施消防安全设计,减少火灾发生时人员伤亡数量,研究老年人照料设施火灾燃烧产物时空分布特征有其必要性。本文通过建立老年人公寓火灾模型,进行火灾模拟,分析其火灾燃烧产物时空分布特征以及对建筑内部环境的影响,并得到老年人可用安全疏散时间,为老年人照料设施消防安全设计提供科学依据。

基于Pyrosim和Pathfinder的高校学生宿舍火灾人员疏散安全性模拟分析

高校学生宿舍是人群密集的场所,存在较多的火灾安全隐患,因此对高校学生宿舍进行有针对性的火灾人员疏散安全性分析十分必要。以某高校学生宿舍楼为研究对象,运用Pyrosim软件建立火灾扩散模型,模拟分析了高校学生宿舍楼在自动喷淋灭火系统是否失效和着火房间窗户是否关闭等情况下发生火灾时,着火楼层安全出口处烟气能见度、顶棚温度和烟气层高度的变化规律,并结合Pathfinder软件模拟计算出人员疏散到安全地带的时间和整栋楼全部人员完全疏散所需安全疏散时间,综合利用人员疏散可用安全疏散时间和人员疏散所需安全疏散时间对人员疏散安全性进行分析。结果表明:高校学生宿舍楼消防设施是否有效和着火房间窗户是否关闭对人员疏散安全性的影响较大,并提出了消防安全管理措施,以为高校学生宿舍消防安全管理提供依据。

基于Pyrosim的风速对矿井火灾蔓延规律影响研究

为探究风速对矿井火灾蔓延规律的影响,提升矿井火灾的人员逃生率,采用Pyrosim火灾仿真模拟软件,仿照矿井巷道构建模型,按照矿井火灾的特点设置火源及反应类型,分别在风速为0.5 m/s、1 m/s、2 m/s、3 m/s、4m/s和5 m/s 6种工况下进行数值模拟。模拟结束后,对数值模拟的温度及烟雾浓度数据进行处理分析,并采用Tecplot数值模拟可视化分析软件对切片进行分析。得到3 m/s风速下各监测点稳定温度随监测点距火源距离的增大先快速降低后缓慢升高至稳定,温度的下降速度较其他工况快,且稳定温度在人的承受极限内;各工况下监测点稳定温度随距离的曲线拟合呈幂函数分布,且系数与风速呈二次函数关系;3 m/s风速下稳定烟雾浓度相比于其他工况的稳定烟雾浓度低。得出:3 m/s左右的风速最利于矿井火灾人员逃生,且最经济;矿井外因火灾稳定温度与火源距离和风速间的函数公式。

基于PyroSim的林区道路防火阻隔功能研究

【目的】林道网络及其宽度是林业生产、交通和旅游的需求,在发挥其最大经济效益的同时,兼顾林火巡护监测、应急救援,以及发生火灾时快速运送扑救人员和装备,阻隔森林火灾蔓延和发挥防火隔离功能。【方法】运用火灾动态仿真模拟软件PyroSim分别以坡度25°、35°、45°,风速1、2.5、4.5 m/s,林道宽度2、4.5、6 m构建云南松林微观山体模型,施加长12 m、宽1 m、热释放速率4.6×10^4 kW/m^2的带状火源,模拟中等强度林火研究不同林道宽度的防火阻隔功能。【结果】林道宽度2 m无法满足防火隔离需求。林道宽度4.5 m的防火阻隔功能一般,当坡度超过35°、风速大于4.5 m/s时易失效。林道宽度6 m拥有较强的防火隔离功能,能较好阻隔中等强度的林火蔓延,可满足坡度小于45°、风速小于4.5 m/s的情况,当风速大于4.5 m/s时该林道宽度的隔离功能可能失效。中等强度的森林火灾火场中心温度在700~1200℃左右,热释放功率可达3.0×10^5~9.0×10^5 kW,蔓延山坡10m只需约1 min,可燃物燃烧速率60 s可达到40 kg/s以上。【结论】云南省云南松林区道路宽度建议设置为6 m,能够取得较好的防火效益。常年处于高风速,坡度大于45°,树种高大的林区建议增加林道宽度至8~10 m。此外本研究应用PyroSim建立火场模型仿真模拟林道阻火功能是可行的,可为林区道路建设的合理设计、确定林道密度和宽度的阻火功能指标与经济效益相适应的最大限度阈值、降低森林火灾破坏力具有一定的指导意义。

基于PyroSim的压入式通风巷道火灾模拟

基于2019年山东“11·19”火灾事故,利用PyroSim软件构建压入式掘进巷道内的火灾模型,实现了总长400 m、火源位于200 m处的掘进巷道内,风筒烧断与未烧断两种情况、不同火源功率下的火灾模拟。结果表明:在压入式巷道中发生火灾,一旦风筒烧断,火灾发展将更加迅速;一定条件下巷道中火场内被困区温度、烟气遮光率随时间推移和风流作用会迅速增大;火源功率越大,被困区受到危险的时间越短。

基于PyroSim的复杂矿井火灾烟气智能控制研究

建立PyroSim模型模拟复杂矿井火灾烟气运动过程,通过大安山煤矿通风系统的应用实例,获得矿井通风网络内风流状态及火灾烟流的分布,对复杂矿井编制应急预案、消防演练、反风实验以及通风优化和评估具有重要参考价值。