船舶機(jī)艙火災(zāi)熱流場(chǎng)特性研究.pdf

1、本論文以NIST開發(fā)的FDS程序?yàn)槠脚_(tái)，采用LES方法對(duì)船舶機(jī)艙火災(zāi)熱流場(chǎng)特性進(jìn)行了研究。主要完成以下幾項(xiàng)工作：　　首先，建立適用于火災(zāi)計(jì)算的數(shù)學(xué)物理模型。火災(zāi)場(chǎng)內(nèi)的流動(dòng)屬于多組分、低馬赫數(shù)浮力流，依據(jù)這一特點(diǎn)對(duì)描述質(zhì)量、動(dòng)量和能量輸運(yùn)的通用方程組進(jìn)行合理地簡化和變形。對(duì)火的描述采用混合分?jǐn)?shù)燃燒模型，模型中忽略燃燒過程中的反應(yīng)機(jī)理，應(yīng)用了層流擴(kuò)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(yùn)方程采用F

2、VM方法進(jìn)行求解。模型方程組的離散采用限差分法和交錯(cuò)網(wǎng)格系統(tǒng)，時(shí)間項(xiàng)的離散采用顯式格式，空間項(xiàng)的離散采用二階精度的有限差分格式?！　∑浯?，搭建了火災(zāi)實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，進(jìn)行了室火轟燃的實(shí)驗(yàn)研究。采用耗氧原理測(cè)量火災(zāi)場(chǎng)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)公式計(jì)算出的結(jié)果進(jìn)行了比較，說明采用耗氧原理獲得火災(zāi)場(chǎng)釋熱速率的方法對(duì)轟燃進(jìn)行研究是可行的，且試驗(yàn)中能直接得到轟燃的臨界釋熱速率?！　〉谌?，為

3、驗(yàn)證程序的可靠性與通用性，對(duì)室火轟燃和其它兩個(gè)有代表性和針對(duì)性的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了模擬計(jì)算。室火轟燃的模擬計(jì)算中，研究了Cs的取值對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響，當(dāng)濾波寬度△=0.1m時(shí)，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(jì)算中，依據(jù)模擬結(jié)果對(duì)起火房間豎直壁面開口處煙氣流出的質(zhì)量流率公式進(jìn)行了簡化；封閉空間內(nèi)火災(zāi)情況的模擬計(jì)算中，研究了空間內(nèi)的壓力變化。計(jì)算結(jié)果表明，所建立的數(shù)值模擬程序能夠用于機(jī)艙火災(zāi)的模擬研究?！　〉谒?，利用