傳熱子模型在火災網(wǎng)絡模型中的應用及求解方法與求解收斂性研究.pdf

1、嚴治軍教授、王厚華副教授、羅嘉陵、羅慶、何春霞等人的卓越研究工作開創(chuàng)了我國火災網(wǎng)絡模型研究的新局面。在此基礎上，網(wǎng)絡模型的深入及拓展研究成為新的課題。如網(wǎng)絡模型中子模型的進一步完善，換氣樹的自動生成，軟件的智能化，場、區(qū)、網(wǎng)復合模型，網(wǎng)絡模型在性能化設計中的應用，在消防疏散中的應用等等都可以作為進一步研究的方向。本文主要涉及以下幾個方面： 1) 軟件計算收斂性態(tài) 在房間數(shù)目很少的情況下，軟件開發(fā)的前期成果能在總體上成功預

2、測建筑火災的發(fā)展過程，當房間數(shù)目增加到一定的數(shù)目(如9)，軟件計算將出現(xiàn)劇烈振蕩的問題，預測結(jié)果極不理想。本文改進了軟件對凈質(zhì)量流量、正、負質(zhì)量流量的求解，保證了三者之間的嚴格守恒關系。經(jīng)過改進，軟件的預測結(jié)果更可靠，更可信。 結(jié)合稀疏矩陣技術，比較了MaTLAB中線性方程組的三種求解方法，三種求解方案計算的結(jié)果在精度上都能滿足要求。當結(jié)合稀疏存儲技術運用除法指令求解時，軟件的計算速度明顯優(yōu)于其它兩種求解方案。 2) 建

3、筑物圍護結(jié)構傳熱子模型 本文分析了在火災環(huán)境下，墻體的蓄熱作用對房間空氣溫度的影響。通過簡單的計算表明，火災環(huán)境下，如果忽略墻體的蓄熱作用，將使房間空氣溫度計算產(chǎn)生較大偏差。 在火災環(huán)境下，忽略高度和寬度方向的溫度變化，采用一維熱傳導方程，建筑、圍護結(jié)構適用兩種傳熱模型：有限厚度模型和半無限大厚度模型。前期成果采用的是有限厚度模型，本文從半無限大固體導熱問題的解析解出發(fā)推導出半無限大傳熱模型的計算公式，并給出了其適用條件

4、。由于本文的半無限大傳熱模型只需求解圍護結(jié)構表面溫度，省去了內(nèi)部溫度分布的求解，能節(jié)省相當可觀的計算量。將半無限大傳熱模型嵌入煙流軟件，并以這兩種傳熱模型應用于網(wǎng)絡模型的計算結(jié)果與日本資料數(shù)據(jù)進行了對比。網(wǎng)絡模型應用這兩種圍護結(jié)構傳熱模型的計算結(jié)果都能與資料數(shù)據(jù)很好的吻合。在計算速度上，計算表明采用半無限大模型有較大的優(yōu)勢。 3) 軟件代碼及操作界面的完善： ① 修改了上述兩個方面的研究涉及到的相應軟件代碼或操作界面。