船舶機艙火災(zāi)熱流場特性研究.pdf

1、本論文以NIST開發(fā)的FDS程序為平臺，采用LES方法對船舶機艙火災(zāi)熱流場特性進行了研究。主要完成以下幾項工作：　　首先，建立適用于火災(zāi)計算的數(shù)學(xué)物理模型?；馂?zāi)場內(nèi)的流動屬于多組分、低馬赫數(shù)浮力流，依據(jù)這一特點對描述質(zhì)量、動量和能量輸運的通用方程組進行合理地簡化和變形。對火的描述采用混合分數(shù)燃燒模型，模型中忽略燃燒過程中的反應(yīng)機理，應(yīng)用了層流擴散火焰理論和單步不可逆快速反應(yīng)假定。輻射模型中把火焰和煙氣視作灰體，離散后輻射輸運方程采用F

2、VM方法進行求解。模型方程組的離散采用限差分法和交錯網(wǎng)格系統(tǒng)，時間項的離散采用顯式格式，空間項的離散采用二階精度的有限差分格式?！　∑浯危罱嘶馂?zāi)實驗平臺，進行了室火轟燃的實驗研究。采用耗氧原理測量火災(zāi)場的釋熱速率來研究室內(nèi)火災(zāi)轟燃現(xiàn)象，得到了不同通風(fēng)因子下轟燃的臨界釋熱速率。實驗結(jié)果與經(jīng)驗公式計算出的結(jié)果進行了比較，說明采用耗氧原理獲得火災(zāi)場釋熱速率的方法對轟燃進行研究是可行的，且試驗中能直接得到轟燃的臨界釋熱速率?！　〉谌?，為

3、驗證程序的可靠性與通用性，對室火轟燃和其它兩個有代表性和針對性的實驗進行了模擬計算。室火轟燃的模擬計算中，研究了Cs的取值對計算結(jié)果的影響，當(dāng)濾波寬度△=0.1m時，取Cs≈0.20較為合適；兩相鄰房間(艙室)內(nèi)火災(zāi)情況下的模擬計算中，依據(jù)模擬結(jié)果對起火房間豎直壁面開口處煙氣流出的質(zhì)量流率公式進行了簡化；封閉空間內(nèi)火災(zāi)情況的模擬計算中，研究了空間內(nèi)的壓力變化。計算結(jié)果表明，所建立的數(shù)值模擬程序能夠用于機艙火災(zāi)的模擬研究?！　〉谒?，利用