火灾数值模拟研究FDS开题报告
基于FDS地铁火灾烟气蔓延数值模拟研究
基于FDS地铁火灾烟气蔓延数值模拟研究摘要：为了有效解决地铁隧道火灾时烟雾分布对人员疏散的影响问题，以西安地铁2 号线为研究对象，针对火灾列车停留在隧道中的火灾工况，重点研究不同规模火灾条件下隧道温度、烟雾蔓延范围、可见度等参数的分布情况及变化规律。
根据该隧道特定的内部几何构造，建立FDS 仿真模型。
利用该软件对隧道开展数值模拟研究，获得了隧道火灾发展及烟气蔓延的一般性规律。
关键词：地铁隧道；人员疏散；FDS 数值模拟；烟气蔓延0 引言鉴于地铁隧道火灾的危害性，国内外学者试图通过研究找出火灾发生的规律，制定一套隧道火灾的预防措施和救援方法。
本文利用计算流体动力学软件FDS(Fire Dynamics Simulator，火灾动态模拟)对西安地铁2 号线进行火灾仿真模拟，以Navier-Stokes 方程为基础，引入浮力修正的k-ε湍流模型、湍流燃烧模型和辐射换热模型，建立了适用于描述地铁隧道内烟气温度分布和气体流动的计算流体动力学模型，实现了对地铁隧道内火灾发生时温度场的数值模拟分析，获取了火灾参数。
1 公路隧道热释放速率依据瑞典国家测试研究所Ingason．H 的火灾热释放理论，现行采用的火灾热释放率数学模型主要有以下几种：(1)线性增长模型：增长阶段采用线性增长，稳定燃烧阶段保持恒定，下降阶段为线性下降。
(2)平方增长模型：增长阶段采用平方增长，稳定燃烧阶段保持恒定，下降阶段采用指数模型。
数学模型函数如表1 所示。
其中：tmax 为火灾达到最大热释放率的时间；td 为维持最大热释放率的时间；Qmax 为火灾最大热释放率；HRR 为火灾的热释放率。
(3)指数增长模型：Ingason．H 采用一个指数函数来描述火源热释放率的变化，燃料控制的火源热释放率模型依据Numajiri 和Furukawa 的建议，给出以下数学模型：式中：。
城市公路隧道建设中火灾数值模拟与灭火救援体系研究的开题报告
城市公路隧道建设中火灾数值模拟与灭火救援体系研究的开题报告一、选题背景与意义随着城市化进程的加速和交通工具的普及，城市公路隧道逐渐成为城市交通组成部分的重要组成部分。
城市公路隧道的安全建设一直以来备受社会和政府的关注，隧道火灾作为城市公路隧道安全建设领域的一个重要问题，一旦发生灾难性后果将不可遏止，城市发展和旅客生命财产的安全都将面临巨大威胁。
因此，研究城市公路隧道火灾数值模拟和灭火救援体系的重要性是不言而喻的。
二、研究目的本文主要围绕城市公路隧道火灾数值模拟和灭火救援体系两个方面进行研究。
旨在通过数值模拟分析城市公路隧道火灾时烟气分布、温度分布、热释放率等相关因素，在灭火救援体系研究中探究最优灭火方式和救援策略，提高城市公路隧道火灾应对和救援能力。
三、研究内容和方法（一）研究内容1、城市公路隧道火灾数值模拟的基本原理和方法。
2、分析城市公路隧道火灾数值模拟中的烟气分布、温度分布、热释放率等相关因素的变化规律。
3、探究部分城市公路隧道的实际案例，进行火灾数值模拟分析。
并从其中查找燃烧的消失时间、温度分布、烟气浓度等信息，为设计灭火救援措施提供科学依据。
4、根据火灾数值模拟结果，构建最优化的灭火救援体系，制定最优化的灭火救援策略，提高城市公路隧道火灾应对和救援能力。
（二）研究方法1、收集和整理有关城市公路隧道火灾的文献资料，分析研究现有的火灾数值模拟理论和研究现状。
2、采用CFD（计算流体动力学）数值模拟方法，建立城市公路隧道模型，进行火灾数值模拟，对模拟结果进行分析和讨论。
3、结合城市公路隧道实际案例，对模拟结果进行验证和优化，并提出灭火救援措施。
四、研究预期结果通过数值模拟分析城市公路隧道火灾时烟气分布、温度分布、热释放率等相关因素，探究最优化的灭火救援体系和策略，提高城市公路隧道火灾应对和救援能力。
提供科学指引和技术支持，完善城市公路隧道的灭火救援体系，提高城市公路隧道火灾的安全性。
FDS模拟火灾的实验研究
科学技术2010．7 75FDS 模拟火灾的实验研究于慧鸣鞍山市消防支队 辽宁 鞍山 114000【摘 要】本文使用FDS 火灾模型模拟火灾，分析建筑内发生火灾时，可燃物的数量对于烟气层高度、温度和能见距离的影响情况，得出危险指标与各影响因素之间的关系。
【关键词】烟气层高度 能见距离 FDS 火灾模型一、绪论由于当烟气层高于人眼特征高度（人眼的特征高度通常为1.3～1.8 m，我们取1.5 m），烟气层温度达到180 ℃时，则其产生的热辐射就会对人体造成不可恢复的烧伤；当烟气层高度低于人眼特征高度，烟气层温度达到115 ℃时，就会对人体构成危险。
本文使用FDS 火灾模型模拟火灾，分析建筑内发生火灾时，可燃物的种类和数量等因素对于烟气层高度、温度和能见距离的影响，得出危险指标与各影响因素之间的关系。
二、利用FDS 模拟火灾1、FDS 火灾模型简介FDS 火灾模型包括两大部分。
第一部分简称FDS4，是求解微分方程的主程序，需要用户创建文本来描述火灾场景；第二部分称SMOKEVIEW，可以直观的查看计算结果。
FDS 的输入文件分成三部分：第一部分为几何参数和网格的设置；第二部分为有关燃烧过程的设置，如燃烧时间、火源功率、通风口的设置等；第三部分为输出数据的设置，如某点或某个面上的温度、密度、混合组分在火灾过程中随时间的变化情况等。
2、FDS 模拟火灾 （1）参数设定为了准确地求解火灾的相关问题，设置基本参数如下：①设置烟的减光系数与能见距离之积C=1（系统默认值为3）。
对于发光物质来说C=8，对于反光物质来说C=3，但在性能化评估中为保守起见通常取C=1，因此，本文取C=1。
②室内温度为20 ℃；（2）火灾模拟图2.1 模拟火灾基本模型如图2.1所示模拟火灾的基本模型，建立两间尺寸均为4.0 m×4.0 m×4.0 m 房间，本文以房间1作为分析对象，设置床为火源且热释放速率稳定。
基于FDS的细水雾灭食用油火及综合体火灾数值模拟研究
基于FDS的细水雾灭食用油火及综合体火灾数值模拟研究基于FDS的细水雾灭食用油火及综合体火灾数值模拟研究引言近年来，随着人们对食品安全的关注不断提高，食用油在人们的日常生活中扮演着重要的角色。
然而，由于油具火源误操作、电器故障以及其他人为或自然因素的错误使用导致的火灾事件仍然很常见。
这些火灾不仅给人们的生命财产安全造成威胁，更容易扩散为综合体火灾，导致巨大的经济损失和环境破坏。
因此，研究食用油火灾的灭火方法具有重要意义。
本文旨在通过数值模拟研究，评估FDS（火灾动力学模拟软件）在细水雾灭食用油火及综合体火灾中的应用效果，并探讨其在实际应用中的可行性和局限性。
方法首先，我们搜集了食用油火灾的相关实验数据，包括火源特性、燃烧产物和火势的相关参数。
然后，我们使用FDS软件对食用油火灾进行了数值模拟。
在模拟中，我们考虑了油锅与周围环境的传热传质过程，并结合实验数据进行模型的参数校正。
接下来，我们引入了细水雾灭火装置，对火源进行了灭火模拟。
细水雾灭火装置通过产生微小的水雾颗粒，将其喷洒到火源区域，从而降低火源温度，阻止燃烧链反应的发生。
我们调整了灭火装置的喷雾参数，如喷雾流量、喷雾角度和喷雾粒径，以寻找最佳的灭火效果。
结果与讨论通过数值模拟，我们观察到细水雾灭火装置对食用油火灾的灭火效果。
结果显示，当灭火装置的喷雾流量适中、喷雾角度合适、喷雾粒径足够小的情况下，灭火效果较好。
细水雾能够迅速降低火源温度，减少热辐射和燃烧产物的生成，有效防止火势蔓延和扩大。
然而，我们也发现细水雾灭食用油火灾的效果与多种因素有关。
例如，火源特性、环境温度和湿度、细水雾灭火装置的位置和数量等。
因此，在实际应用中，需要根据具体情况调整灭火装置的参数和布局，以达到最佳灭火效果。
结论本研究使用了FDS软件对细水雾灭食用油火及综合体火灾进行了数值模拟研究。
通过模拟结果，我们发现细水雾灭火装置对食用油火灾具有较好的灭火效果。
然而，这一效果受到多种因素的影响，需要结合具体情况进行参数调整和装置布局。
基于FDS的核电站主储油罐间火灾数值模拟研究的开题报告
基于FDS的核电站主储油罐间火灾数值模拟研究的开题报告一、选题背景核电站是一类非常重要的基础设施，主储油罐是其重要的储油设备之一。
一旦主储油罐发生火灾，不仅会造成人员伤亡和财产损失，还会影响核电站的正常运行和稳定性。
因此，深入研究主储油罐间火灾的发生机制、演变规律和灭火方法是必要的。
通过数值模拟的方法可以对主储油罐间火灾进行研究，这种方法不仅能够缩短试验周期，还能够控制试验条件，能够得到更精确的结果。
目前，CFD软件在消防领域得到了广泛应用，但是还缺少针对主储油罐间火灾的数值模拟研究。
二、研究内容本文拟采用FDS软件进行主储油罐间火灾的数值模拟研究，主要包括以下内容：1. 建立主储油罐间火灾数值模型；2. 对火灾的发生机理、演化规律和影响因素进行分析；3. 研究水雾灭火的效果和适用范围；4. 探究其他灭火剂的可行性；5. 验证数值模拟结果的准确性和可靠性。
三、研究方法本文采用数值模拟方法进行研究，主要采用FDS软件进行模拟。
具体方法如下：1. 建立主储油罐间火灾的数值模型，包括火源、储油罐、管道和泵等设备；2. 设置模拟参数，包括火源参数、气体温度、密度等参数；3. 根据模拟结果，分析主储油罐间火灾发生的机理和演化规律；4. 研究不同灭火剂的效果和适用范围，包括水雾、露点水、惰性气体等；5. 验证数值模拟结果的准确性和可靠性。
四、研究意义本文的研究意义在于：1. 提供主储油罐间火灾灭火方案的理论基础；2. 为消防部门提供事故预测和风险评估工具；3. 优化消防设备的配置和消防方案的制定；4. 为提高核电站安全性能提供参考依据。
五、研究难点本文研究的难点在于：1. 模型参数的选择与确定，包括火源参数和储油罐等设备的参数；2. 灭火剂的选择与适用范围的研究，包括水雾、露点水、惰性气体等；3. 数值模拟结果的验证和准确性的保证。
六、进度计划本文的进度计划如下：1. 2021年11月：完成研究背景和意义的阐述，确定研究内容和范围；2. 2022年1月：完成数值模拟软件的学习和熟练使用；3. 2022年3月：建立主储油罐间火灾数值模型，进行初始模拟；4. 2022年5月：研究主储油罐间火灾的发生机理和演化规律，探究不同灭火剂的效果和适用范围；5. 2022年7月：完成数值模拟结果的验证和准确性的保证；6. 2022年9月：完成论文撰写和答辩准备工作。
基于fds的高层建筑火灾数值模拟问题探讨
Research 研究探讨299基于FDS 的高层建筑火灾数值模拟问题探讨王亚升（陕西交通职业技术学院， 西安 710018）中图分类号：G322 文献标识码：B 文章编号1007-6344（2020）01-0299-01摘要：本文对FDS 模型进行了分析，并对高层建筑火灾危害性进行了分析，以此使高层建筑火灾模型模拟对象得到确认，之后对高层建筑FDS 火灾模型进行了构建，最后对高层建筑各项模拟结果进行了叙述，以期为现代高层建筑防火提供借鉴。
关键词：高层建筑；FDS ；火灾；模型现代高层建筑应用了大量易燃、可燃的材料，以此使火灾发生的可能性出现大幅增加，同时可燃物燃烧过程中会产生毒害气体，并释放大量的火灾烟气，以此也会使建筑内部可见度降低[1]。
综合而言，高层建筑火场高温使人员在行动能力上受到较大限制，不利因素集合使火灾发生中的伤亡率极大。
基于此，对于高层建筑火灾内部温度分布的规律、烟气可见度、烟气蔓延规律、毒害气体浓度等火灾特点进行分析，以此为高层建筑火灾烟气防排烟、建筑疏散通道设计、消防扑救工作提供基础。
在大量实践中表明，FDS 软件能够对建筑结构火灾场景进行数值模拟，以此可作为火灾特点、建筑防火灾安全性能等的评价数据。
1 FDS 概述FDS 是美国开发的一项模拟程序，是将火灾流体运动为对象进行流动动力学计算的软件[2]。
这一软件使用的求解方程为低马赫数流动N-S 方程，方程主要受火灾浮力驱动影响，重点是进行火灾热传递及烟气的传递过程。
FDS 是开放性的程序，在实践中其准确性得到大量实证检验，在火灾领域中的应用极为广泛。
FDS 拥有大涡模拟及直接数值模拟两种模拟模式，其中的数值是以湍流控制方程为基础，对火灾中的流场、浓度场、温度场时间尺寸及空间尺寸精确的进行描述。
数值模拟方法在结果上是极为精确的，但是计算量也较大。
大涡模拟是将湍流瞬时运动分解成为小尺度、大尺度两种运动部分，大尺度则可通过微分方程来直接进行计算，小尺度可通过亚格子模型建设来实现模拟，以此使计算量得到极大简化。
基于FDS的室内火灾模拟研究
基于FDS的室内火灾模拟研究目录基于FDS的室内火灾模拟研究 ........................................ 错误！未定义书签。
基于FDS的室内火灾模拟研究 .. (1)目录 (1)1.引言 (2)2、FDS软件概述 (2)2.1 FDS软件介绍及发展 (3)2.2 Pyrosim相关简介 (4)2.3FDS特点 (4)2.4 FDS软件操作 (5)2.4.1 文件设置 (5)2.4.2 操作步骤 (6)3 室内火灾研究发展状况 (7)3.1 国外火灾模拟研究发展状况 (7)3.2 国内火灾模拟研究发展状况 (8)4 FDS软件建立模型 (9)4.1模型的建立 (9)4.2点火器和地板 (9)4.3热电偶的布置 (10)5模拟结果 (10)5.1热电偶 (11)5.2热释热率 (13)5.3结论 (13)6.结束语 (14)7 参考文献 (14)摘要：室内装饰材料在建筑物中得到越来越广泛的运用，大多数室内装饰材料都是可燃甚至易燃材料，从而使其成为潜在火源并增加了建筑物的火灾荷载。
基于大涡模拟理论的FDS模型模拟了室内火灾中的温度和热释放率，结果证明运用FDS软件模拟室内火灾是可行的。
关键词：室内火灾FDS 火灾模拟1.引言室内火灾是指烧损室内可燃物的现象。
室内火灾如果得不到好的控制就有可能发展到某些防火分区或整个建筑火灾，随着人们生活水平的提高，各式各样的室内装饰材料如雨后春笋般出现。
建筑装饰材料因其美观的效果在建筑物中得到了越来越广泛的应用。
通过分析火灾过程中的重要参数，如热释放速率和室内温度，证明了用FDS对室内建筑装修材料的火灾特性的研究是很可靠的[1]。
2、FDS软件概述近年来，受益于计算机技术的飞速发展，火灾数值模拟技术也在其原有的基础上得到了进一步提升。
火灾本身是一个非常复杂的过程，根据所模拟的现象、研究层次和研究方法的区别，当前应用于火灾研究方面的数值模型主要有专家系统(Expert System)、区域模型(Zone Model)、场模型(Field Model)、网络模型(Network Model)和混合模型(Hybrid Model)L29[2]。
基于FDS的沙发火灾数值模拟.
基于FDS的沙发火灾数值模拟0 引言随着生活条件的提高 ,装饰家具越来越多地出现在现代建筑中 ,其种类和性能也越来越复杂.室内火灾的扩大常常与可燃的装饰家具有关.导致人员死亡的火灾中有 1 /3 是装饰家具火灾[1]。
统计结果表明，火灾中8 5％以上的死亡者是由于烟气的影响，其中大部分是吸人了烟尘及有毒气体昏迷后而致死的[2]。
本文将以典型的sofa-Fire 算例为重点，通过全尺寸实验和数值模拟相结合的方法研究其燃烧过程的热释放速率、室内温度场分布及烟气流动,为建筑火灾防治和火灾安全设计提供参考依据。
1 FDS 简介美国火灾研究机构也对本国的装饰家具的火灾特性进行了研究[3]。
最终由NIST 开发的一种模拟程序FDS，它用数值求解方法求解一组描述热驱动的低速流动的Navier-Stokes 方程，重点计算火灾中的烟气流动和热传递过程。
FDS 提供了两种数值模拟方法，即直接数值模拟（DNS：Direct Numerical Simulation）和大涡模拟（LES：Large Eddy Simulation）。
直接数值模拟是通过直接求解湍流的控制方程，对流场、温度场及浓度场的所有时间尺度和空间尺度进行精确描述，但是目前的计算条件下，只能用于对层流及较低雷诺数湍流流动的求解[4]。
一般情况下，在利用FDS 进行火灾模拟时均选用大涡模拟。
它是把包括脉动在内的湍流瞬时运动通过某种滤波方法分解成大尺度量通过数值求解微分方程直接计算出来，小尺度运动对大尺度运动的影响通过建立亚格子模型来模拟。
FDS火灾动态模拟软件主要由两部分组成，分别是FDS和Smokeview部分。
其中，FDS部分主要是用来完成对火灾场的创建和计算阶段。
而Smokeview 部分则是对FDS计算结果的可视化，它以三维动态的形式显示火灾发生的全过程。
2 couch 场景布置场景长2.4 米，宽1.0 米，高2.4 米。
在X 轴方向上共设有24 个网格，Y 轴方向上设有10 个网格。
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毕业设计(论文)开题报告
学生姓名：学号：
所在学院：城市建设与安全工程学院
专业：安全工程专业
设计(论文)题目：地铁车厢火灾的数值模拟研究
指导教师：
2013年1月9日
开题报告填写要求
1．开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。
此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效；
2．开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按教务处统一设计的电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见；
3．“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于15篇（不包括辞典、手册）；
4．有关年月日等日期的填写，应当按照国标GB/T 7408—94《数据元和交换格式、信息交换、日期和时间表示法》规定的要求，一律用阿拉伯数字书写。
如“2004年4月26日”或“2004-04-26”。
毕业设计（论文）开题报告
1．结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2000字左右的文献综述：
文献综述
一．地铁火灾研究的概述：
在现代大都市中，地铁是一种非常重要的公共交通工具，在人们的生活中发挥着越来越重要的作用，它提供给人们的便利是其它交通工具所无法替代的。
但是，由于地铁属地下建筑，建筑结构特殊，而且客流量大、人员集中，所以一旦发生火灾，特别容易造成群死群伤的严重后果。
以下是近年来全球地铁发生的几起重大灾难事故：
时间地点伤亡损失情况
1982-03-16 美国纽约地铁伤86人、1节车厢被毁坏
1987-11-18 伦敦国王十字地铁站32人死亡，100多人受伤
1991-04-16 瑞士苏黎世地铁机车1人死亡，100多人受伤、售票厅被烧毁1995-10-29 埃塞拜疆首府巴库列车558人死亡，269人重伤
1998-01-01 俄罗斯莫斯科地铁3人受伤
1999-06 俄罗斯圣彼得堡地铁车站6人死亡
1999-10 韩国首尔郊外的地铁55人死亡
2001-08 英国伦敦发生地铁6人受伤
2001-08-30 巴西圣保罗地铁1人死亡，27人受伤
2003-02-18 韩国大邱市中央路地铁车站198 人死亡、146 人受伤
1996年至今北京地铁共发生151 起火灾，多人伤亡
在所有统计的地铁火灾事故中，造成大量人员伤亡主要原因并不是烧伤，而是因为再地铁站内人员疏散不及时，导致大量人群滞留危险区域，燃烧过程中形成的烟气扩散后使站台内能见度降低，客观上增加了疏散的难度。
与此同时造成被困人员心理恐慌，发生拥挤踩踏，更加阻碍了疏散速度，极易造成群死群伤事故。
此外据统计，地铁火灾中地铁列车起火引起的占46%，大部分列车火灾事故发生在车厢内，尤其以前生产的地铁车厢，内部装饰材料、座椅大多是可燃材料，或由于乘客携带的易燃品，或由于机械故障、电气故障等引起的地铁车厢着火。
[1]而目前全世界已有100多座城市开通了300多条地铁线路，总长度超过6000公里。
我国自1965年7月1日在北京动工修建地铁以来的40年中，相继又在天津、香港、上海、深圳、南京和广州等六座城市开通了地铁，正式拉
２．本课题要研究或解决的问题和拟采用的研究手段（途径）：
一．课题的主要研究内容、途径：
本课题主要是对地铁车厢内发生的火灾进行数值模拟和研究，通过经验公式和地铁实测所得的数据等确定模拟研究的边界条件，采用美国NIST开发的FDS(Fire Dynamics Simulator)程序对地铁车厢在火灾中的状况进行数值分析和模拟计算，分析当地铁列车着火情况下，烟气在车厢内和在隧道及车站蔓延的规律及温度场、浓度场分布特点，研究各种机械防排烟方式对烟气扩散的影响及机械防排烟的效果。
采用计算流体力学的方法对地铁站内列车着火情况下多个不同的着火点分别进行模拟，得到烟气的扩散形式及热量的传递规律，着重研究火灾状况下的温度、烟气浓度及火场可视度的变化。
在理论分析的基础上，利用FDS(Fire Dynamics Simulator)软件建立地铁车厢发生火灾的数值模拟模型，从而得到有关地铁火灾的一般规律性结论。
通过FDS(Fire Dynamics Simulator)软件建立车厢内发生火灾的数值模拟模型，对不同着火点产生的烟气的扩散形式及热量的传递规律进行总结，采用对比分析的方法获得有利于减少地铁火灾危害的结论及地铁车厢内安全保护措施。
指导教师意见：
1．对“文献综述”的评语：
2．对本课题的深度、广度及工作量的意见和对设计（论文）结果的预测：
指导教师：
年月日所在专业审查意见：
负责人：
年月日。