數(shù)值模擬技術(shù)在火災(zāi)調(diào)查中的應(yīng)用

第1章 緒論 1
　1.1　研究背景 1
　　1.1.1　火災(zāi)調(diào)查研究的發(fā)展 1
　　1.1.2　火災(zāi)重構(gòu)的研究方法 6
　1.2　火災(zāi)數(shù)值重構(gòu)技術(shù)的國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 10
　1.3　火災(zāi)數(shù)值重構(gòu)研究的目的和意義 11
　參考文獻(xiàn) 11
第2章 火災(zāi)的發(fā)生與蔓延 13
　2.1　人類對燃燒的認(rèn)識過程 13
　2.2　火災(zāi)的發(fā)生 14
　　2.2.1　燃燒的基本條件 15
　　2.2.2　著火方式 15
　2.3　火災(zāi)的蔓延 16
　　2.3.1　熱傳導(dǎo) 16
　　2.3.2　熱對流 16
　　2.3.3　熱輻射 17
　　2.3.4　建筑物內(nèi)火災(zāi)蔓延 18
　參考文獻(xiàn) 20
第3章 火災(zāi)的性質(zhì)和行為 21
　3.1　基本燃燒形式 21
　　3.1.1 有焰燃燒 21
　　3.1.2 熾熱燃燒 22
　　3.1.3 爆炸式燃燒 23
　3.2　火羽 24
　　3.2.1　羽流現(xiàn)象 24
　　3.2.2　火焰概念與特征 24
　3.3　煙氣的產(chǎn)生和蔓延 25
　　3.3.1　煙氣的產(chǎn)生 25
　　3.3.2　煙氣的蔓延 26
　參考文獻(xiàn) 30
第4章 基于場模擬的火災(zāi)數(shù)值重構(gòu)方法的數(shù)學(xué)模型和數(shù)值方法 31
　4.1　湍流模型 32
　　4.1.1　基本的守恒方程組 32
　　4.1.2　低馬赫數(shù)假設(shè) 33
　　4.1.3　擴(kuò)散項(xiàng) 34
　　4.1.4　動量方程的處理 34
　　4.1.5　泊松方程 35
　　4.1.6　大渦模擬 36
　4.2　燃燒模型 36
　4.3　輻射換熱模型 38
　4.4　固相模型 40
　　4.4.1　組分平均熱屬性 41
　　4.4.2　源項(xiàng) 41
　　4.4.3　邊界條件 43
　參考文獻(xiàn) 44
第5章 壁面熱蝕痕跡的預(yù)測模型 45
　5.1　火災(zāi)圖痕 45
　　5.1.1　概念 45
　　5.1.2　火災(zāi)痕跡的產(chǎn)生 45
　　5.1.3　火災(zāi)痕跡的作用 46
　　5.1.4　研究進(jìn)展 47
　　5.1.5　壁面熱蝕痕跡概述 48
　5.2　壁面熱蝕痕跡形成的理論分析 48
　　5.2.1　層次分析法概述 49
　　5.2.2　壁面熱蝕痕跡形成的主要影響因素的確定 51
　5.3　壁面熱蝕痕跡預(yù)測模型的建立 53
　　5.3.1　量綱分析法 53
　　5.3.2　模型的建立 53
　　5.3.3　模型的實(shí)現(xiàn) 55
　　5.3.4　場景文件的編寫 55
　參考文獻(xiàn) 58
第6章 PVC塑料板壁面熱蝕痕跡試驗(yàn)研究 59
　6.1　PVC塑料板熱解特性研究 59
　　6.1.1　熱重分析技術(shù) 59
　　6.1.2　試驗(yàn)?zāi)康?59
　6.2　PVC塑料板壁面熱蝕痕跡試驗(yàn) 61
　　6.2.1　試驗(yàn)材料 61
　　6.2.2　試驗(yàn)方法 62
　　6.2.3　試驗(yàn)工況設(shè)定 62
　參考文獻(xiàn) 80
第7章 PVC塑料板熱蝕痕跡的數(shù)值重構(gòu) 81
　7.1　參數(shù)設(shè)置 81
　7.2　熱蝕痕跡重構(gòu)結(jié)果分析 82
　　7.2.1　工況一重構(gòu)結(jié)果分析 83
　　7.2.2　工況二重構(gòu)結(jié)果分析 85
　　7.2.3　工況三重構(gòu)結(jié)果分析 86
　參考文獻(xiàn) 89
第8章 壁面煙熏圖痕的預(yù)測模型 90
　8.1　壁面煙熏圖痕概述 90
　　8.1.1　煙熏圖痕的形成機(jī)理 92
　　8.1.2　“V”字形煙熏圖痕 93
　8.2　壁面煙熏圖痕形成的理論分析 95
　8.3　壁面煙熏圖痕預(yù)測模型 95
　　8.3.1　量綱分析法 95
　　8.3.2　模型的建立 95
　　8.3.3　模型的實(shí)現(xiàn) 96
　　8.3.4 場景文件的編寫 97
　參考文獻(xiàn) 100
第9章 防火板煙熏圖痕的實(shí)體試驗(yàn)研究 101
　9.1　試驗(yàn)裝置設(shè)置 101
　9.2　試驗(yàn)工況設(shè)定 102
　　9.2.1　工況一：燃燒時間不同 102
　　9.2.2　工況二：起火點(diǎn)不同 116
　　9.2.3　工況三：燃料種類不同 123
　參考文獻(xiàn) 127
第10章 防火板煙熏圖痕的數(shù)值重構(gòu) 128
　10.1　參數(shù)設(shè)置 128
　10.2　煙熏圖痕重構(gòu)結(jié)果分析 130
　　10.2.1　工況一重構(gòu)結(jié)果分析 130
　　10.2.2　工況二重構(gòu)結(jié)果分析 132
　　10.2.3　工況三重構(gòu)結(jié)果分析 134
　參考文獻(xiàn) 135
第11章 石膏材料受熱痕跡的預(yù)測模型 136
　11.1　火災(zāi)痕跡概述 136
　11.2　石膏材料受熱痕跡概述 137
　11.3　紙面石膏板受熱反應(yīng)特性研究 137
　　11.3.1　石膏材料的熱失重分析 137
　　11.3.2　石膏材料的錐形量熱儀試驗(yàn)研究 140
　11.4　石膏材料受熱痕跡形成的理論分析 145
　11.5　石膏材料受熱痕跡預(yù)測的數(shù)學(xué)模型 148
　　11.5.1　模型的建立 148
　　11.5.2　痕跡邊界閾值的確定 148
　　11.5.3　模型的實(shí)現(xiàn) 149
　11.6　石膏材料受熱痕跡重構(gòu)的數(shù)值方法 150
　　11.6.1　時間離散 150
　　11.6.2　空間離散 151
　　11.6.3　方程離散 151
　參考文獻(xiàn) 154
第12章 石膏材料受熱痕跡的實(shí)體試驗(yàn)研究 155
　12.1　試驗(yàn)條件的設(shè)定 155
　　12.1.1　試驗(yàn)材料 155
　　12.1.2　試驗(yàn)裝置 155
　　12.1.3　試驗(yàn)方法 155
　　12.1.4　燃料熱釋放速率計(jì)算 156
　12.2　試驗(yàn)結(jié)果 157
　　12.2.1　工況一：油盤面積不同 157
　　12.2.2　工況二：受熱時間不同 172
　　12.2.3　工況三：油盤與壁面相對位置不同 173
　12.3　結(jié)果分析 174
　　12.3.1　油盤面積的影響 174
　　12.3.2　受熱時間的影響 177
　　12.3.3 相對位置的影響 181
　參考文獻(xiàn) 183
第13章 石膏材料受熱痕跡的數(shù)值重構(gòu) 184
　13.1　參數(shù)設(shè)置 184
　13.2　石膏板受熱痕跡數(shù)值重構(gòu)結(jié)果分析 186
　　13.2.1　痕跡圖片比對算法 186
　　13.2.2　工況一重構(gòu)結(jié)果分析 187
　　13.2.3　工況二重構(gòu)結(jié)果分析 193
　　13.2.4　工況三重構(gòu)結(jié)果分析 198
　參考文獻(xiàn) 202
第14章 基于數(shù)值重構(gòu)技術(shù)的火災(zāi)過程再現(xiàn) 203
　14.1　某酒吧特大火災(zāi)場景的數(shù)值重構(gòu) 203
　　14.1.1　火災(zāi)基本情況 203
　　14.1.2　火災(zāi)場景設(shè)置 205
　　14.1.3　數(shù)值重構(gòu)結(jié)果及分析 206
　14.2　某居民樓火災(zāi)重構(gòu) 218
　　14.2.1　居民樓火災(zāi)危險性 218
　　14.2.2　某居民樓火災(zāi)重構(gòu) 221
　參考文獻(xiàn) 235