傳熱子模型在火災(zāi)網(wǎng)絡(luò)模型中的應(yīng)用及求解方法與求解收斂性研究.pdf

1、嚴(yán)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(kāi)創(chuàng)了我國(guó)火災(zāi)網(wǎng)絡(luò)模型研究的新局面。在此基礎(chǔ)上，網(wǎng)絡(luò)模型的深入及拓展研究成為新的課題。如網(wǎng)絡(luò)模型中子模型的進(jìn)一步完善，換氣樹(shù)的自動(dòng)生成，軟件的智能化，場(chǎng)、區(qū)、網(wǎng)復(fù)合模型，網(wǎng)絡(luò)模型在性能化設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，在消防疏散中的應(yīng)用等等都可以作為進(jìn)一步研究的方向。本文主要涉及以下幾個(gè)方面： 1) 軟件計(jì)算收斂性態(tài) 在房間數(shù)目很少的情況下，軟件開(kāi)發(fā)的前期成果能在總體上成功預(yù)

2、測(cè)建筑火災(zāi)的發(fā)展過(guò)程，當(dāng)房間數(shù)目增加到一定的數(shù)目(如9)，軟件計(jì)算將出現(xiàn)劇烈振蕩的問(wèn)題，預(yù)測(cè)結(jié)果極不理想。本文改進(jìn)了軟件對(duì)凈質(zhì)量流量、正、負(fù)質(zhì)量流量的求解，保證了三者之間的嚴(yán)格守恒關(guān)系。經(jīng)過(guò)改進(jìn)，軟件的預(yù)測(cè)結(jié)果更可靠，更可信。 結(jié)合稀疏矩陣技術(shù)，比較了MaTLAB中線(xiàn)性方程組的三種求解方法，三種求解方案計(jì)算的結(jié)果在精度上都能滿(mǎn)足要求。當(dāng)結(jié)合稀疏存儲(chǔ)技術(shù)運(yùn)用除法指令求解時(shí)，軟件的計(jì)算速度明顯優(yōu)于其它兩種求解方案。 2) 建

3、筑物圍護(hù)結(jié)構(gòu)傳熱子模型 本文分析了在火災(zāi)環(huán)境下，墻體的蓄熱作用對(duì)房間空氣溫度的影響。通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算表明，火災(zāi)環(huán)境下，如果忽略墻體的蓄熱作用，將使房間空氣溫度計(jì)算產(chǎn)生較大偏差。 在火災(zāi)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(dǎo)方程，建筑、圍護(hù)結(jié)構(gòu)適用兩種傳熱模型：有限厚度模型和半無(wú)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(wú)限大固體導(dǎo)熱問(wèn)題的解析解出發(fā)推導(dǎo)出半無(wú)限大傳熱模型的計(jì)算公式，并給出了其適用條件

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