潜艇舱室封闭条件下火灾烟流特性瞬态分析

将场模拟计算模型引入到潜艇非规则舱室火灾的仿真计算研究中,并在分析潜艇非规则结构舱室几何特性对烟气运动影响的基础上,对不同火源功率条件下、火源处于封闭舱室横向中心位置时的烟流瞬态特性进行了三维分析,得到了轴对称火烟流的体积分数、温度分布和烟气层厚度等特性.最后,与相同条件下的近壁面火烟流特性进行对比,发现舱室横向中心位...     

潜艇封舱灭火安全性分析

采用火灾区域模拟的方法建立了潜艇舱室火灾发展模型,并运用Runge-Kutta法对潜艇舱室火灾进行了模拟计算,经分析得出潜艇舱室中的燃烧过程具有缺氧、高温、快速的特点,进而证明了封舱灭火是一项适合于扑灭潜艇火灾的有效措施;然后,从潜艇火灾燃烧极不充分的特点出发,对火灾缺氧过程中产生烟气的主要成分CO的体积百分比进行了简...     

自然补风对舰船单开口舱室排烟的影响

为研究自然补风的补风口面积对舰船单开口舱室排烟效果的影响,在一个全尺寸的舰船单开口模拟舱室内,通过改变补风口上沿高度从而改变补风口面积,分别以舱室人眼高度处温度、烟气层高度、能见度及燃烧时间作为衡量排烟效果的标准进行了实验。实验结果表明:排烟能够显著降低舱室温度、提高舱室烟气层高度与恢复舱室能见度。当补风口面积较小时,补风速度较大,舱内烟气与新鲜空气掺混剧烈,油池燃烧速率增加,此时舱室降温效果更为明显,而烟气层稳定高度较低,能见度恢复较慢。     

舰艇舱室烟气蔓延数值模拟

假设舰艇单舱室内的烟气沉降符合双层区域模型,然后运用质量、能量守恒和气体状态方程建立舰艇内多舱室烟气蔓延模型.采用火灾发展模型对某舰艇多舱室的烟气蔓延进行数值模拟计算,得到舱室内烟气温度变化和沉降变化并与CFAST软件计算的结果进行了比较.数值计算结果与CFAST模拟计算结果的变化趋势完全一致,时间提前了约10%～15%.     

基于改进型区域模拟方法的船舶机舱火灾研究

为实现简单空间内部火场温度的变化过程的快速预测,首先对火灾双层区域模拟方法进行了改进,并利用该方法对船舶机舱火灾类空间火灾进行了模拟研究;然后,将模拟结果与成熟的火灾场模拟软件FDS的仿真结果进行了对比研究。结果表明:改进后的区域模拟方法实现了上下区域的温度都随时间增加不断增加的效果;在火灾初期,区域模拟结果与FDS仿真结果吻合较好,且该计算方法耗时非常少,大大弥补了FDS计算量大、耗时长的缺陷;在火灾后期区域模拟结果与FDS仿真结果差值较大。     

炸药动态起爆对舰船上下邻舱结构的毁伤效应研究

为研究炸药动态起爆对小型作战舰艇相邻舱室的破坏效应,首先采用LS-DYNA有限元软件,分析了装药在下舱静态起爆时对邻舱的毁伤形式;然后,计算了装药在动态起爆和静态起爆时舱壁的飞散速度和舱内的冲击波超压值差异;最后,计算了不同质量装药在动态起爆时对组合舱室的毁伤情况。结果表明:炸药在下舱内爆时,上舱舱壁受到下舱顶板变形发生挤压变形,主要变形区域位于顶板处;运动装药相比静态装药对速度正方向舱室的毁伤效果明显提高,且速度正方向舱壁焊接处破裂位置发生了改变,上舱舱壁出现了更大形变;装药质量的改变可影响舱室率先破坏的位置,从而间接影响到对邻舱的破坏形式。     

舰艇舱室火灾危险性的评估方法

根据火灾形成和蔓延的机制 ,分析了影响舰艇火灾的各种因素 ,并建立了舱室火灾危险性的评估模型 .然后应用该模型对某型舰餐厅的火灾危险性进行了评估 ,提出了有效降低舱室火灾危险性的建议     

基于两阶段算法的半潜维修船功能舱室布局

以维修舱空间、舱室邻接、舱室全局位置三个指标为目标函数,以满足高初稳性要求、保证船舶浮态等为约束条件,建立技术可行前提下半潜维修船功能舱室布局优化模型。通过设计贪婪取走启发式算法与规划求解相结合的两阶段算法,实现对模型的求解。以载重为5×10~4 t的半潜船体为载体进行设计,得到半潜维修船功能舱室优化布局方案。随着维修设备质量系数的增加,可行的布局方案数呈上升趋势。该方法可提高半潜维修船在功能舱室布局过程中决策的科学性。     

基于蒙特卡洛法的火灾情况下人员预期死亡风险评估

目前通用的火灾风险评估方法一般难以同时对火灾风险进行定量和动态的分析,单一地基于火灾的确定性规律来进行风险评估存在一定的不准确性。科学地预测人员火灾风险是选取合理的火灾安全设计方案的基础。对人员火灾风险评估方法进行研究,分析了火灾探测时间、预动作时间、疏散运动时间的不确定性及分布规律;通过蒙特卡洛模拟,从理论上解决了求整体安全疏散时间分布的问题。最后,通过整体安全疏散时间分布的统计学意义,建立了求解火灾发生时预期死亡人数的方法。     

典型机舱火灾喷雾冷却效果数值仿真

针对船舶机舱火灾喷雾冷却效果问题,分析了机舱封闭环境中喷雾灭火的传热传质过程,构建并设置了具体的船舶机舱典型火灾环境;结合船舶机舱火灾发生条件下可能遭遇的典型故障状态,运用火灾动力学软件进行了数值仿真,进一步分析了喷头压力、数量以及火源位置等单因素和多因素耦合作用对船舶机舱喷雾系统冷却效果的影响,并给出了一种验证喷雾系统控制火灾能力的仿真计算方法.仿真分析表明:该方法可以模拟机舱喷雾灭火过程,对于分析并掌握救援过程中船舶机舱温度场的变化具有应用价值.     

不同羽流模型在封闭空间池火灾中的应用

利用不同羽流模型对封闭空间火灾进行建模,在结合实验测出的热释放速率基础上,计算了不同羽流模型下的烟气填充时间和温度变化情况。将计算结果和实验数据进行了对比,分析了不同羽流模型的适用性。结果表明:火灾初期,4种羽流模型下的烟气填充速度相近,其中McCaffrey羽流模型与实际烟气填充过程最为接近;火灾后期,Zukoski羽流模型最接近实际烟气填充过程;火灾过程中,Thomas羽流模型和Zukoski模型计算结果非常接近,Thomas羽流模型更适用于一般的工程计算;4种羽流模型下的烟气层温度和实验结果有很大差异,实际工程中均不建议用来预测烟气温度。     

基于Marcov模型的舰艇舱室火灾蔓延风险

假设舰艇舱室内火灾蔓延按照发生燃烧的物品引燃次序进行,将舰艇舱室内可燃物燃烧分成若干种不同的燃烧状态,采用时问连续状态离散的Marcov模型,先后计算舰艇舱室火灾蔓延的转移概率速率函数和转移概率函数,得到不同时间下各种燃烧状态的概率分布,从而得到舰艇舱室火灾最大风险来临时间.此半经验的理论模型,可以用于舰艇火灾风险预测.     

不同几何边界的航煤油池火灾燃烧特性

利用不同尺度的方形和圆形油池,在油池火燃烧特性综合实验台架上开展航空煤油池火灾燃烧特性研究,重点分析了热释放速率、发烟速率、总产烟量和火焰温度等燃烧特性参数的变化规律。结果表明:在根据热释放速率划分的燃烧阶段中,方形油池火灾存在台阶上升阶段,并分析了其产生的机理;相同燃烧面积条件下,方形油池火灾产烟量大,燃烧效率低于圆形油池;油池火灾火焰轴向温度分布的测试结果与前人结论吻合较好,总体呈中下部根部上部的趋势,且方形油池的燃烧温度低于圆形油池。实验为有效预防和快速控制多尺度形状的航煤油池火灾提供了参考。     

舰船大空间舱室火灾模拟及防火设计

为了研究舰船内部大空间舱室这一典型结构的火灾及舰船火灾安全设计,对大空间舱室内火灾发生后的蔓延情况进行了模拟计算,得出其火灾蔓延规律,总结出针对该类型结构的防火设计应该注意的地方.     

减摇鳍-减摇水舱综合减摇实验装置的研究

采用了减摇鳍-减摇水舱综合减摇的数学模型,对综合减摇数学模型在实验装置上的实现方法进行了分析。通过用软件模拟船舶横摇阻尼力矩的方法可以实现台架模拟船舶的横摇运动,通过对船舶-水舱系统数学模型的分析,可用近似二项式替代的方法来简化船舶-水舱系统数学模型,并通过仿真选出了较理想的近似参数值,使综合减摇数学模型在实验装置上的实现成为可能。通过对综合减摇理论数学模型和综合减摇实验装置模型的仿真分析,可以看出两者有较好的相似性,说明用文中综合减摇实验装置来模拟综合减摇系统的实现方法是可行的。     

小型堆不可隔离小破口事故下的舱室放射性活度可视化

以某小型压水堆为研究对象,运用MELCOR程序建立事故分析模型,研究了不可隔离小破口合并全船断电始发严重事故下舱室放射性活度变化规律。结果表明:不可隔离小破口事故下,倘若安全设施失效,将导致堆芯熔化;堆舱放射性活度比其相邻舱室高4个量级。在此基础上,开发了小型堆典型严重事故下辐射场可视化系统,可为舱室剂量评估和核应急决策提供支持。     

火灾对埋地输油管道温度场影响的数值研究

地面发生火灾时,将对土壤、地下管道及输送的油品温度产生影响,原有的热平衡被破坏,建立新的温度场;即便在火灾被扑灭后,一段时间内土壤、管道温度会继续升高,仍有可能造成管道失效。针对此情况建立了非稳态传热模型,进行了数值模拟,并对结果进行了分析。这一模型的建立,为后续的管内输送介质温度分布的研究提供了科学的依据。     

激光辐照下45#钢板响应特性

采取实验和数值模拟相结合的方法对激光辐照45#钢板的响应特性进行研究。基于连续光纤激光发射系统,开展钢板的激光辐照实验,得到温度场分布及靶板的烧蚀穿孔特性;基于ANSYS建立靶板有限元模型,模拟激光辐照下靶板的热响应过程,得到了靶板厚度、激光功率和光斑直径等因素对靶板温度分布及靶板穿孔特性的影响规律。     

采用编码降维及DTW算法改进的船舶航迹聚类

船舶航迹的时序特性在船舶航迹异常检测中至关重要,为了提取船舶航迹的时序特性,提出了一种基于编码降维及DTW(dynamic time warping)算法改进的船舶航迹聚类算法。为了避免二维时间序列DTW度量容易失去属性之间相关性的问题,该算法提出一种编码降维方法将船舶二维时间序列转化为一维时间序列;为了满足计算效率要求,该算法首先从最小粒度压缩角度对DTW算法进行了改进,然后又从度量搜索角度对DTW算法实现进一步的改进。实验结果表明编码降维后的时间序列有效保留了属性之间的相关性;改进后的DTW算法有效提高了计算效率;同时该航迹聚类算法有效提取出船舶航迹的时序特性。     

扁平大空间建筑烟气填充规律研究

采用理论计算和计算机模拟相结合的方法,研究了使用两种不同方式计算得到的扁平大空间建筑火灾烟气温度分布的特征和规律,并采用了将扁平大尺度空间划分为多个不同形式子单元的形式,对不同空间划分情形下火灾烟气温度和烟气层厚度的变化规律进行了研究,从而得出了扁平大空间建筑火灾烟气温度和厚度分布的规律,为研究此类建筑的烟气填充规律提供了一定的方法和思路。