基于金相分析與煙熏圖痕數(shù)值重構(gòu)的火災(zāi)調(diào)查研究.pdf

1、火災(zāi)事故造成的損失不斷增大，火災(zāi)調(diào)查的重要性不言而喻。但是，火災(zāi)調(diào)查工作中的一些調(diào)查和分析方法仍然停留在經(jīng)驗和半經(jīng)驗的水平，火調(diào)工作人員的經(jīng)驗和水平等諸多因素均可能對火災(zāi)調(diào)查結(jié)論的準(zhǔn)確性產(chǎn)生影響。同時，隨著公民法律意識的增強，也對火災(zāi)調(diào)查提出了更高的要求，如何提高火災(zāi)調(diào)查中分析方法的準(zhǔn)確性和說服力，如何從理論和定量分析的層次開展火災(zāi)調(diào)查工作，為火災(zāi)調(diào)查研究提出了新的要求。 為改進(jìn)電氣火災(zāi)事故調(diào)查中常用的金相分析方法，本文引入數(shù)字

2、圖像處理方法對金相圖進(jìn)行分析和處理，采用和改進(jìn)了人際交互式半自動圖像分割算法Live-wire，并利用成功提取金相圖中的各晶格的輪廓。借用數(shù)字形態(tài)學(xué)方法對提取出的晶格輪廓圖進(jìn)行分析和處理，有效去除了金相圖中冗余信息，并將每一個晶格單獨提取出來。接著，本文分析和討論了多種描述子參數(shù)對實現(xiàn)晶格分類的作用和影響，并最終確定采用離心率、圓形度和晶格標(biāo)記方差三種描述子作為晶格類型自動分類的主要參數(shù)依據(jù)，采用聚類分析方法，對兩幅金相圖中的共40個晶

3、格進(jìn)行分類，結(jié)果表明，能夠?qū)Υ蟛糠值木Ц駥崿F(xiàn)正確分類，但分類中仍存在一些問題。接著，引入fisher判別法，對聚類分析結(jié)果進(jìn)行再處理，結(jié)果表明，fisher判別法能最終實現(xiàn)對金相圖中胞狀晶和柱狀晶兩大類晶格的自動分類，準(zhǔn)確度較高。 隨后，本文從理論角度出發(fā)，結(jié)合物理實驗，對火災(zāi)調(diào)查中常用的火災(zāi)圖痕方法進(jìn)行了分析研究。本文第四章對火災(zāi)煙氣在壁面黏附的機理做出分析，分析了火場中煙氣顆粒的受力模型，分析和模擬火場中煙氣顆粒與壁面碰撞和

4、黏附動力學(xué)行為，并提出臨界逃逸速度概念，用于判斷煙氣顆粒是否能夠黏附在壁面上。隨后，本文第五章開展實驗研究，研究火源功率，燃燒時間對壁面煙熏圖痕的影響，結(jié)果表明，隨著火源功率的增大，煙熏圖痕覆蓋的范圍逐漸增大，相同位置的煙熏濃度也逐漸變大，同時，煙熏圖痕的結(jié)構(gòu)特征也發(fā)生變化：較小火源功率情況下，煙熏圖痕由V型痕和倒U型痕構(gòu)成，火源功率增大后，在原煙熏圖痕的上部逐漸出現(xiàn)漏斗型煙熏圖痕，同時，煙熏濃度不斷增大，繼續(xù)增大火源功率，圖痕中部的倒

5、U型痕逐漸被V型痕和漏斗型圖痕共同覆蓋，整個圖痕可以認(rèn)為是由典型的V型痕和漏斗型圖痕構(gòu)成。將實驗結(jié)果與模擬結(jié)果進(jìn)行對比，發(fā)現(xiàn)，第四章提出的煙熏圖痕預(yù)測模型能較好的預(yù)測特定燃料和特定壁面材料的煙熏圖痕，精確度較高。 本文第六章以實際發(fā)生的某古民居電氣火災(zāi)事故為研究對象，借助第二章研究方法，分析研究現(xiàn)場提取銅導(dǎo)線殘留物的金相圖，確定火災(zāi)原因為電熱作用引起，排除了電路短路的可能性。繼而，采用計算機模擬手段，對火災(zāi)過程進(jìn)行數(shù)值重構(gòu)，重現(xiàn)