FIRE典型应用的分析思路和结果评估标准

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fire 标准

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火灾是一种常见的自然灾害,其给人类社会和个人的生命财产带来了严重威胁。

为了保障人们的生命安全,减少火灾造成的损失,各国都制定了相应的防火标准,其中最为重要的就是火灾防护标准——FIRE标准。

一、FIRE标准的基本概念FIRE是英文“Fire Risk Evaluation”的缩写,中文意为“火灾风险评估”,它是一种被广泛应用于建筑、装修和消防等行业的标准规范。

FIRE标准主要是通过对建筑物内部的环境、设备和布局等因素进行综合评估,以确定该建筑物可能发生火灾的风险,并提出一系列预防和控制措施,以降低火灾的发生率和危害程度。

二、FIRE标准的内容1. 环境因素建筑物内部的环境因素包括温度、湿度、通风等方面。

这些因素直接影响着火灾的发生和扩散,所以必须根据具体情况进行评估,并采取相应的措施。

例如,在高温、干燥和通风不良的环境中,易发生火灾,因此应加强空调、通风等设施的维护和管理。

2. 设备因素建筑物内部的设备因素包括电气设备、照明设备等。

这些设备在长期使用过程中会存在老化、劣化等问题,容易引起火灾。

因此,在FIRE标准中,要求对设备进行定期检查和维护,并采取有效的防范措施,如安装防火墙、灭火器等。

3. 布局因素建筑物的布局直接影响着火灾的扩散程度和难易程度。

一般来说,建筑物内部应设置合理的疏散通道和逃生设施,以便在火灾发生时能够迅速地疏散人员。

此外,建筑物内部的材料也应该符合防火标准,尽量减少火灾发生的可能性。

三、FIRE标准的应用FIRE标准是一种非常实用的标准规范,它可以在建筑、装修、消防等领域广泛应用。

在建筑设计、施工、验收等各个环节中,都可以根据FIRE标准的要求进行评估和控制,以确保建筑物的安全性。

同时,在日常生活中,我们也可以通过了解FIRE标准,提高自身的防火意识,避免火灾的发生。

四、结语FIRE标准是一种非常重要的防火标准,它对于保障人们的生命安全和财产安全起着至关重要的作用。

在未来的日子里,我们应该进一步加强对FIRE标准的学习和应用,以更好地防范火灾的发生。

火灾事故评估报告

火灾事故评估报告

火灾事故评估报告火灾事故评估报告引言火灾是导致人员伤亡和物质财产损失的重大事故之一。

火灾事故评估报告是对火灾事故进行全面、系统和科学的评估和分析,以总结经验,制定措施,防范未来类似事故的发生。

下面本文将从火灾事故评估方法、数据分析、事故原因分析以及防范措施等方面概述火灾事故评估报告。

一、火灾事故评估方法1.定性分析法定性分析法是通过对火灾事故的经验、事实、情况和其他相关因素进行综合分析的方法。

产品安全评估、风险评估、环境保护评估等领域均可采取定性分析法。

在火灾事故评估中,定性分析法可以发现事故导致的人员伤亡、经济损失以及火灾的明显原因等方面的问题。

2.定量分析法定量分析法是指通过搜集、整理、分析火灾事故相关数据和信息,得出科学且客观的结论。

这种方法要求按照一定的规范和标准收集数据,精确测量数值。

在火灾事故评估中,定量分析法可以进一步准确评估事故规模、损失程度、设备原因等问题,可以更准确地展现事故的实际情况和结论。

二、数据分析对于一个复杂的系统,例如一些建筑物、车间或机器,其火灾风险的评估与数据分析有关。

数据分析包括以下内容:1.数据收集应收集有关系统的基本信息,例如建立系统的时间、升级、维护和修理情况、与设备或系统有关的任何事件或事故,然后解释数据是否可靠,并准备进行处理。

2.数据处理在这里,数据是管理单个系统或多个系统的基本工具之一。

数据处理包括以下内容:1)数据清洗2)数据转换和抽样3)数据描述与准备4)数据处理3.数据分析对收集和处理的数据进行统计分析,建立可视化模型。

4.数据解释和推理考虑模型的个别结果,吸取经验教训。

必要时要添加其他数据或重新评估当前模型的有效性。

三、事故原因分析火灾事故评估报告中的事故原因分析是对火灾事故发生的根本原因进行分析,以便对事故发生的原因进行彻底的了解。

1.人为因素如人员疏忽、设备或工具的不当使用,这种原因可能与工作培训、设备维护等相关。

2.管理因素例如,出现了做梦般的出现紧要性考虑,却实际上发生了误解,这种原因可能与工厂管理、生产流程及战略规划等相关。

火灾现场火势评估

火灾现场火势评估

火灾现场火势评估火灾现场的火势评估是火灾应急处置中至关重要的一环。

准确评估火势的大小、火势蔓延的速度及范围,可以为消防人员提供有效的指导,从而更好地进行火灾扑救工作,最大程度减少人员伤亡和财产损失。

本文将介绍火灾现场火势评估的相关知识和方法。

一、火势评估的重要性火势评估是决策和指挥火灾处置工作的重要依据。

通过准确评估火势的大小和蔓延速度,可以帮助消防人员做出正确的应对策略,包括选择合适的灭火器材和灭火方法、确定适当的灭火顺序和方向等,以最大限度地控制火势,保护人员生命安全和财产。

二、火势评估的方法1. 观察法观察法是最常用的火势评估方法之一。

消防人员在到达火灾现场后,应迅速观察火源的大小、燃烧物质、燃烧程度等情况,结合周边环境和建筑结构等因素,初步判断火势的大小和火势蔓延的趋势。

2. 热辐射法热辐射法是一种利用热辐射测量来评估火势的方法。

通过测量火源周围的热辐射强度,可以间接了解火势的大小和热量的释放情况。

这需要消防人员配备适当的热辐射测量仪器,并在火灾现场进行准确测量和数据记录。

3. 气体检测法气体检测法主要用于评估火灾现场的有毒气体浓度和爆炸性气体的积聚情况。

消防人员可以使用多种气体检测仪,如气体传感器、化学吸管等,进行现场气体检测,以判断火灾的火势和危险程度。

三、火势评估的注意事项1. 安全第一在进行火势评估的过程中,消防人员要始终将安全放在第一位。

火灾现场往往存在着各种危险因素,如有毒气体、烟雾、火势蔓延等,因此必须佩戴好防护装备,做好个人防护措施,确保自身安全。

2. 实时监测火势评估是一个动态的过程,需要消防人员实时监测和评估火势的变化。

尤其是在火势蔓延迅速的情况下,要随时根据新的情况做出相应调整,以提高灭火效率。

3. 多种方法综合应用在进行火势评估时,消防人员要运用多种方法进行综合评估,避免单一方法的局限性。

观察法、热辐射法和气体检测法可以相互补充,提高火势评估的准确性和可靠性。

4. 数据记录和分析火势评估的结果应进行数据记录和分析,为后续工作提供参考。

火灾风险评估及结果应用

火灾风险评估及结果应用

火灾风险评估及结果应用火灾是一种灾难性的自然灾害,对人类社会造成了巨大的财产损失和人身伤亡。

为了减少火灾的发生率和损失,必须对火灾风险进行评估和控制。

本文将就火灾风险评估及结果应用进行深入探讨。

一、火灾风险评估的概念及意义火灾风险评估是指对建筑物、设施、物资等火灾可能发生的因素进行综合分析和评估,从而确定可能的火灾损失和危害程度,并制定相应的预防措施。

火灾风险评估对于制定火灾预防和灭火工作计划、完善火灾监测和预警系统、保障人民生命安全和财产安全等方面具有重要意义。

二、火灾风险评估的方法火灾风险评估的方法主要包括定性方法和定量方法。

定性方法是通过对建筑物、设施、物资等进行综合分析、判断和评估,确定可能的火灾危险性和损失程度,制定相应的预防措施。

定量方法是通过数学模型和计算机模拟等方法,对火灾风险进行数值分析和评估,从而准确地确定火灾危险性和损失程度。

三、火灾风险评估的步骤火灾风险评估的步骤包括建设工程、采集信息、风险评估、出具报告、完善管理措施等环节。

其中,建设工程是指对建筑物和设施的设计和施工过程进行规范化管理,从根本上降低火灾发生的几率;采集信息是指通过调查、检查、测试等方式收集与火灾相关的信息,确定火灾的危险性和潜在风险;风险评估是将采集到的信息进行分析和评估,确定风险等级以及相应的预防措施;出具报告是将风险评估结果反馈给相关部门和人员,为火灾预防和控制提供科学依据;完善管理措施是将预防措施贯彻落实到位,并追踪、监测和评估效果。

四、火灾风险评估的结果应用火灾风险评估的结果可应用于多个方面,包括制定火灾预防和控制计划、加强灭火救援能力、改进建筑物和设施的设计和施工、强化人员培训和技能提高、完善监测和预警系统、加强法规和标准制定等方面。

具体来说,可以通过加强火灾隐患排查和治理、普及火灾防范知识、完善火灾监测和预警系统、强化灭火救援能力等多种手段,降低火灾的发生率和损失程度,保护人民生命安全和财产安全。

火灾风险评估结果如何应用

火灾风险评估结果如何应用

火灾风险评估结果如何应用火灾是一种极具破坏性的灾害,可能会给人们的生命、财产和环境带来巨大的损失。

为了有效地预防和控制火灾,进行火灾风险评估是非常重要的环节。

而评估之后,如何应用评估结果更是关键所在。

火灾风险评估结果可以为我们提供有关火灾潜在危险的详细信息,帮助我们制定出针对性的预防和应对策略。

首先,它能够帮助我们确定火灾高风险区域。

比如,在一个大型工厂中,通过评估发现某个车间由于存放了大量易燃物品,且通风条件不佳,被认定为高风险区域。

那么针对这个区域,我们就可以加强日常的防火巡查,增加灭火设备的配置,并对员工进行更频繁和深入的消防安全培训。

在建筑设计和规划方面,火灾风险评估结果也具有重要的指导意义。

如果评估显示某栋建筑物的疏散通道狭窄,不利于人员在紧急情况下快速疏散,那么在后续的改造或新建过程中,就应当合理拓宽疏散通道,确保人员能够安全撤离。

同样,如果发现建筑物的防火分区设置不合理,容易导致火势蔓延,那么就需要重新调整防火分区的布局。

对于消防设施的配置和维护,评估结果同样起着关键作用。

通过评估了解到某个区域火灾发生的可能性较大,且可能的火灾规模较大,那么就需要在该区域配备更强大、更高效的灭火设备,如大容量的灭火器、消防栓以及自动喷水灭火系统等。

同时,根据评估结果确定消防设施的维护周期,确保在火灾发生时这些设施能够正常运行,发挥应有的作用。

火灾风险评估结果还能为应急预案的制定提供依据。

例如,如果评估表明在火灾发生时可能会出现断电情况,那么应急预案中就应当包括备用电源的启用方案以及在断电情况下如何保障疏散通道照明的措施。

如果评估发现某些特殊场所(如医院的重症监护室、高层写字楼的重要机房等)在火灾中的救援难度较大,那么应急预案就需要针对这些场所制定专门的救援计划,包括提前准备特殊的救援设备和培训专业的救援人员。

在企业和单位的日常管理中,火灾风险评估结果可以纳入安全管理制度。

明确各级管理人员和员工在火灾预防和应对中的职责,将火灾风险防控工作落实到每个人。

火灾风险评估报告如何进行分析

火灾风险评估报告如何进行分析

火灾风险评估报告如何进行分析在我们的日常生活和工作中,火灾是一种潜在的严重威胁。

为了有效地预防和应对火灾,进行火灾风险评估是至关重要的环节。

而对火灾风险评估报告的准确分析,则是将评估结果转化为实际防范措施的关键步骤。

一份完整的火灾风险评估报告通常包含多个方面的信息,如建筑结构、消防设施、人员疏散、火灾危险源等。

要对其进行全面且深入的分析,首先需要对报告的整体框架和主要内容有清晰的认识。

报告的开头部分往往会对评估的对象和范围进行明确的界定。

这就像是给我们划定了一个“作战区域”,让我们知道要在哪个范围内展开分析。

例如,如果评估的是一座写字楼,那么我们就要将注意力集中在这栋楼的建筑特点、内部布局、人员流动等方面。

接下来,建筑结构的评估是一个重要方面。

这包括建筑的材料、高度、面积、防火分区的设置等。

比如,使用易燃材料建造的房屋,其火灾风险显然会高于使用防火材料的建筑。

而楼层过高可能会导致人员疏散困难,大面积的建筑在火灾蔓延时也更难控制。

消防设施的评估则直接关系到火灾发生时的应对能力。

消火栓、自动喷水灭火系统、火灾报警系统、防烟排烟系统等是否齐全、完好且有效,都对火灾的扑救和人员的安全有着重大影响。

我们需要查看这些设施的数量是否足够、分布是否合理,以及是否定期进行维护和检测。

人员疏散方面的评估也是不可忽视的。

疏散通道的宽度、数量、畅通性,疏散指示标志的清晰度和可见度,应急照明的设置等,都直接关系到人员在火灾发生时能否迅速、安全地撤离。

如果疏散通道狭窄、堵塞,或者指示标志不明显,都可能导致严重的后果。

火灾危险源的分析是找出潜在火灾隐患的关键。

电气设备是否老化、过载,易燃易爆物品的存放和使用是否符合规范,明火作业的管理是否严格等,都是可能引发火灾的重要因素。

对于这些危险源,我们不仅要关注其存在的情况,还要评估其可能造成的危害程度。

在分析火灾风险评估报告时,数据的准确性和可靠性是至关重要的。

我们需要对报告中所提供的数据进行仔细的核对和验证。

火灾风险评估的方法与案例分析

火灾风险评估的方法与案例分析

火灾风险评估的方法与案例分析火灾风险评估是一种重要的工程手段,用于分析和评估火灾发生的概率以及对人员和财产造成的潜在损害。

通过火灾风险评估,可以制定出有效的预防措施和紧急应对计划,从而最大程度地减少火灾带来的损失。

本文将介绍火灾风险评估的方法,并以案例分析的方式来加深理解。

一、火灾风险评估方法火灾风险评估的方法有多种,下面列举几种常用的方法:1.火灾风险矩阵法:通过将火灾概率和损失严重程度两个因素相乘,得出不同风险等级。

通过对每个风险等级进行评估,确定火灾发生的可能性和严重程度。

2.事件树分析法:将火灾发生的各个要素进行分类,构建事件树,通过对事件树进行分析,确定火灾发生的概率和可能的后果。

3.定性分析法:基于专家意见和经验,对各种火灾风险进行评估,通过判断其发生的可能性和可能的损失程度,来确定火灾风险等级。

4.定量分析法:通过数学模型和统计数据,对火灾风险进行量化评估,计算发生概率和损失程度,得出风险值,进一步确定火灾风险等级。

二、火灾风险评估案例分析下面以某大型商场为例,进行火灾风险评估的案例分析。

1.场所分析:对商场的使用情况、通风状况、消防设施等进行详细调查,了解商场内部的火灾风险。

考虑到商场人流量大、商品众多,火灾发生的可能性较高。

2.火灾概率评估:通过历史数据和统计分析,确定商场火灾发生的概率。

考虑到商场所处地区意外火灾较多,火灾概率评估为中等等级。

3.损失严重程度评估:对商场的资产价值、人员安全等因素进行评估,确定火灾发生时可能导致的损失。

考虑到商场内有大量商品和人员,火灾发生时可能导致较大的财产损失和人员伤亡。

4.综合评价:综合考虑火灾概率和损失严重程度等因素,通过火灾风险矩阵法确定商场火灾风险等级为高风险。

建议商场加强火灾预防措施,完善消防设施,制定紧急应对计划。

通过以上案例分析,我们可以看出,火灾风险评估是一项复杂而又重要的工作。

只有通过科学的方法和全面的分析,才能准确评估火灾风险,为防范火灾提供有效的参考依据。

火灾事故分析评估标准最新

火灾事故分析评估标准最新

火灾事故分析评估标准最新1. 简介火灾事故是一种常见的突发事件,可能造成严重的人员伤亡和财产损失。

因此,对火灾事故进行分析评估,可以帮助相关部门更好地了解火灾发生的原因和过程,提高防范和应对能力,减少事故发生的可能性,以及在事故发生后更好地处置和恢复。

本文将就火灾事故的分析评估标准进行详细介绍。

2. 分析评估标准(1)火灾事故的起因分析火灾事故的起因分析是火灾事故分析评估的基础。

在进行起因分析时,需要从多个角度进行分析,包括技术、管理和人员等方面。

首先,需要对火灾事故发生前的技术设施和设备进行全面的检查和评估,以确定是否存在着潜在的安全隐患。

其次,需要对相关管理制度和规范进行检查,以确定是否存在着管理漏洞。

最后,需要对相关人员的操作和行为进行评估,以确定是否存在着操作失误或者违规行为。

通过对这些方面的分析,可以更好地确定火灾事故的起因,为后续的处理和改进提供依据。

(2)火灾事故的发展过程分析火灾事故的发展过程分析是对火灾事故发展的各个阶段进行逐一分析,以确定火灾事故在不同阶段可能存在的风险和危害。

首先,需要对火灾事故的起火过程进行详细分析,包括着火点的位置、时间、原因等方面。

其次,需要对火势的发展过程进行评估,包括火势扩散的速度、范围、可能产生的烟雾和有害气体等方面。

最后,需要对火灾事故的影响和后果进行分析,包括人员伤亡、财产损失、环境污染等方面。

通过对火灾事故发展过程的分析,可以更好地了解火灾事故的严重程度和影响范围,为后续的灭火和处置提供依据。

(3)火灾事故应对措施评估在进行火灾事故应对措施评估时,需要对应急预案和救援措施进行全面评估。

首先,需要对相关应急预案的适用性和完整性进行评估,以确定是否存在着不足和漏洞。

其次,需要对救援措施的执行情况进行评估,包括救援人员的到达时间、救援装备的使用情况等方面。

最后,需要对救援效果进行评估,包括人员救助情况、财产损失情况等方面。

通过对火灾事故应对措施的评估,可以找出存在的不足并加以改进,提高应对能力和救援效果。

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FIRE 典型应用的分析思路和结果评估方法舒 红 闫小俊 (AVL 中国先进模拟技术,上海)一. 前言 在长期与客户的技术交流和提供技术支持的过程中,我们认识到尽管我们提供了很多 FIRE 典型应用的算例,在培训中也介绍了相关理论背景和应用经验,但由于客户的背景参 差不齐,关注点和兴趣也各不相同,同时 CFD 在发动机领域的应用涉及到很多专业知识, 对用户的要求比较高,所以我们感到有必要结合我们了解到的用户在 FIRE 应用中遇到的各 种各样的问题和困难,把 FIRE 几种典型应用的模拟计算思路和对结果的分析评价方法做更 系统的总结,指出一些重点和要注意的方面,供用户尤其是新用户参考。

二. FIRE 几种典型应用 1. 进排气歧管 这是最常见的 FIRE 应用之一,这种计算可根据需要分三个层次来进行。

A) 如果简单地评估各歧管的通流能力,并找出流动损失较大的区域,可只进行稳态 计算。

以图 1-1 为例,计算四个 Case,分别是出口 1 定义为出口,其他出口定义 为壁面;仅出口 2 定义为出口;仅出口 3 定义为出口;仅出口 4 定义为出口的情 况。

这里入口条件可以是流量,出口条件给静压,由于考虑数值计算的收敛性, 当定义出口为静压时要求出口处没有回流,所以对有些模型(如模型出口面离拐 弯段很接近,明显会有回流)可能需要将出口段延长(可以在原模型的网格上利 用 FAME 的 MESH TOOLS 里的 Enlarge)Extrude 来延长出口管体网格) 。

对计算 结果的处理可以通过比较四个 Case 的进口和出口的总压差来评估各个歧管的通流 能力,以及沿管长方向总压变化的曲线(如图 1-2)找出压力损失最大的部位,结 合对三维流场的分析提出改进结构设计的建议。

出口 12 3 4入口图 1-1 进气歧管示意图图 1-2 某六缸机进气歧管两种设计方案-两种工况下 沿某一歧管长度方向总压变化曲线 B) 如需评估发动机实际运行时各缸的充气均匀性或 EGR 的分布均匀性,那么应该做 瞬态计算。

两种情况下的计算分析思路如下: 充气均匀性研究:计算模型仍以图 1-1 为例,现在四个出口面都要作为出口定 i. 义,并且进出口都要给瞬态边界条件,一般建议由一维工作过程计算软件如 BOOST 算出的相应位置的瞬态压力作为进出口边界条件。

计算结果一般取一 个循环的各歧管出口的平均流量来进行比较,评价各缸充气均匀性。

有研究表 明,按 A)中介绍的稳态计算得到的充气均匀性和按这里介绍的瞬态计算得到 的结果会有较大差别,图 1-3 所示的是某四缸发动机分别按稳态和瞬态方法计 算得到的各缸流量与平均值的差别,可见稳态计算的结果可能会产生误导,所 以研究充气均匀性还是要以瞬态计算为准。

ii.图 1-3 某四缸发动机充气均匀性研究结果 计算 EGR 进入进气歧管后的分布均匀性:图 1-4 所示的是一个带 EGR 的进气 歧管,这个计算需要定义两个入口,入口 1 为新鲜空气入口,而 2 为 EGR 入 口。

在 FIRE 的求解器里需激活 Species Transport 模型,该模型激活后,Inlet condition 定义的界面上除了通常的定义流量等的窗口,还会出现填 入 EGR mass fraction 和相应的 Equivalence ratio 的窗口,那么入口 1 的 EGR 率为 0, 而入口 2 的 EGR 率则应填入 1。

这里进出口条件都应为瞬态条件。

图 1-5 为 FIRE 计算出的四个出口在一个发动机循环中 EGR 率的变化曲线。

结合图 1-4也可以看出出口 1 和 2 的 EGR 率比较高,而出口 3 和 4 则因靠近总管和 EGR 管的转弯处,得到的 EGR 就相对较少。

因为刚进入的 EGR 气体还未来得及与 新鲜空气充分混合,在复杂的三维流动作用下,更多的 EGR 流向远处,从而 造成最远端的出口 EGR 率最高。

通过这样的计算和分析,我们就可以定量地 评价这样的 EGR 管的布置是否合理, 同时从提高 EGR 与新鲜空气充分混合的 角度提出改进方案。

1 1 2 3 42high图 1-4 某带 EGR 的进气歧管模型及 EGR 率分布low图 1-5 四个出口在一个发动机循环中 EGR 率的变化 C) 如想从 BOOST 获得更精确的瞬态边界条件来计算歧管内的三维流动,或更进一步 研究进气歧管结构形状的改进对发动机性能的影响,则可考虑 FIRE 与 BOOST 的 耦合计算。

这样在 BOOST 建立的整个发动机模型中进气歧管部分将由 FIRE 的三 维计算模型取代,一些具体的注意事项如下。

1. 与单独的管道计算相同,1D3D 联合计算中 3D 的求解域在边界的选取上也要尽 量避免产生回流区的地方,并且尽量保证边界面与求解域的垂直,并且这个垂直 的区域在流动方向是至少有一倍直径的长度。

如果无法做到上述要求,可以人 为的将边界处的求解域延长 5 至 10mm 的长度,如下图:图 1-6 3D 流动区域的选取原则和方法 2. 一维三维的联合计算在交界面上边界条件的选取对计算的收敛性和结果的精确 性有较大影响,有两种边界条件可以选取即压力和流量,由于在 boost 计算中要 对压力进行重新的修正,因此在靠近阀门的地方比如气门或节气门处,避免使 用压力边界条件,而采用流量边界条件,例如进气歧管的出口边界应采用流量, 需要注意的是流动的方向,流出为负,流入为正。

另外如果在边界上因为实际 结构的原因无法避免有强烈的流动分离和回流的现象,此时应该采用流量边界 条件保证结果的精确性。

3. 一维三维的联合计算在计算的流程上一方面要考虑计算的精确度,另一方面需 要尽量的节省计算时间,因此在 boost 建立模型的时候,对应的 3D 模拟的区域 也需要建立起一维模型,这样可以先单独的进行一维计算得到一维收敛条件下 的结果,然后以一维计算得到的结果作为 3D 的边界条件进行 3DFire 的单独计 算,其目的是对 3D 的流场进行初始化,最终才是 1D 和 3D 的联合计算,即在 每一个计算步长上 1D 和 3D 都进行边界条件的交换。

整个计算流程的控制都是 自动的,用户只需要输入 1D 单独计算,3D 单独计算和联合计算的循环数目即 可,如下图:图 1-7 计算流程的控制用户关心的是如何来设置这些计算的循环数值的大小,我们的推荐如下:boost 单独循环的数目可以在 boost 界面中开始计算, 即人为的只计算 boost 一维模型, 观察其达到收敛所需要的循环数目,以这个数目设置 boost-only 的循环数,Fire 的单独计算其目的是初始化,因此 1 个循环就可以。

Fire 和 boost 的联合计算一 般需要 2-3 个循环才能达到计算的收敛。

,计 4. 一维三维的联合计算具有建模过程复杂(分别需要建立一维和三维的模型) 算周期较长(需要 3-4 个循环的三维计算达到收敛标准)的特点,因此很多用 户关心其计算的必要性,我们的经验是当进气管路的布置越复杂,三维流动的 特征越明显,其对发动机性能的影响就越难以在一维模型中准确的反应出来, 此时一维三维联合计算的预测精度会越高,其必要性越大。

图 1-8 1D-3D 联合计算的必要性 上图是针对一个可变进气歧管进行 Fire 单独计算和 Fire 与 boost 联合计算得到的 结果比较,可变进行歧管由于要根据不同发动机工况的要求进行歧管和稳压腔 结构上的转化,因此其结构非常复杂。

左上图是 Fire 单独使用 Boost 计算所提 供的边界条件计算得到的一个 8 缸机每个气缸的流量分配,可以看出与其它气 缸相比,一缸的流量分配是最少的,右上图中橙黄色的曲线代表的是 Boost 和 Fire 联合计算得到的一缸的流量,其与 Fire 单独计算的结果有很大差别。

因此 对应复杂的进气歧管布置,我们推荐一定要进行 1D-3D 的联合计算。

2.进气道 进气道的设计对发动机性能的影响起着非常重要的作用,这一点是毋庸质疑的。

在 多年的气道设计开发中人们总结出两个定量描述进气道特性的参数,一个是流量系数, 一个是涡流/滚流比,这两个参数都随气门升程变化。

其中流量系数直接决定气缸的充 气量,而涡流/滚流比对缸内混合气的形成、发展,燃烧扩散的速度和稳定性等等都起 着重要的作用。

研究表明,提高流量系数会增加充气量,因而提高发动机功率,而增强 涡流/滚流有助于燃烧的发展并提高燃烧的稳定性,但是提高流量系数的同时涡流/滚流 比会降低,反之亦然,所以常常需要在这两者之间取得一个折衷。

在 FIRE 里,我们可 以在算出三维流场的基础上通过公式很方便地计算出这两个量, 但用户更关心的可能是 对这些结果如何评价,以及如何提出改进目标和具体改进方案。

我们知道内燃机主要分柴油机和汽油机两大类别, 由于传统的柴油机和汽油机的结 构、喷油形式和组织燃烧的方式都不同,所以进气道的设计有很大差别,柴油机采用的 是螺旋式气道, 通过在缸内形成强烈的涡流使缸内直喷的燃油和空气在短时间内充分混合,实现快速均匀稳定的燃烧;而汽油机主要通过在缸内形成滚流来组织快速燃烧或混 合气体分层稀燃,所以采用的是直气道或切向气道。

对于柴油机的螺旋气道来说,我们主要关心的是气道流量系数和涡流比的计算,改 进设计的目标往往是提高流量系数,当然要以牺牲部分涡流强度为代价,或优化的目标 是在达到一个目标涡流比的情况下取得最大的流量系数。

气道的 CFD 分析建立的计算 域几何模型与气道稳流实验台的布置应是一致的, 计算流量系数和涡流比的方法也应该 是一样的,这样才可能做直接的对比。

图 2-1 所示的是一典型柴油机双进气道的计算模 型,气道前端的空腔模拟的是气道试验台的稳压箱,气缸长度一般取 2.5 倍缸径,也与 实验台(如图 2-2 所示)的设置基本相同。

这样加长气缸有两个考虑:一是基本可以保 证出口处不会有回流,这对数值计算的收敛很重要(因出口处设静压边界条件要求不能 有回流) ;二是测涡流强度的叶轮(AVL 测试方法)是布置在距缸盖 1.75 倍缸径的位置, 该位置不能过于靠近出口,以免受到出口流动情况的影响。

Cylinder Head Paddle Wheel Manomoeter∆p BypassTankSharp Edge Orfice Blower图 2-1 某柴油机气道计算模型 图 2-2 典型的 AVL 气道稳流试验台布置图 流量系数的定义为实际流量与理论流量的比值,在 FIRE 里可在求解器界面的 Write 2D result file 里选择相应的公式来计算,这里实际流量是取的出口处的流量,这就 是为什么要选择 outlet 这个 selection。

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