船舶火灾烟气蔓延与人员疏散模拟研究
发布时间：2023-05-09 23:17
随着航运行业的迅速发展,船舶火灾依旧是航行安全的主要威胁之一。在历年来的船舶海难事件中,因火灾所引起的事故约占11%。船舶火灾发生的可能性高,扑救难度大,蔓延速度快,一旦发生火灾会造成大量的经济损失并严重威胁到人员的生命安全。因此,研究船舶火灾烟气的蔓延规律以及温度、能见度、CO浓度和CO2浓度的变化情况对控制火灾蔓延、制定消防方针和规划人员疏散有着重要意义,加快推动船舶防火安全设计的研究。本文以育鲲轮为研究对象,建立全船物理模型,研究基于FDS模拟软件的船舶舱室火灾烟气流动规律和危险参数的变化情况,研究基于Pathfinder的船员逃生行为和可用逃生时间,主要内容如下:首先,采用求解湍流问题的大涡模拟计算方法,运用FDS软件对船舶舱室火灾进行仿真研究。根据火源类型和船舶自身结构设计了4种不同的火灾工况,并确定各工况火源的热释放速率。通过运用Smokeview将数据转化为3D图像,察看烟气蔓延的动态效果,再根据切片云图进一步详细分析烟气的流动情况。最后分析各测点的数据,从温度、能见度、CO、CO2四个方面计算出出各甲板楼梯口或安全出口的逃生时间临界值。其次,以Pathfinder为平台...
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 船舶火灾形势
1.1.2 船舶火灾特点
1.1.3 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 船舶火灾研究现状
1.2.2 人员疏散研究现状
1.3 研究内容
2 燃烧模型和逃生模型
2.1 燃烧的理论模型
2.1.1 流体动力学模型
2.1.2 湍流流动模型
2.1.3 辐射模型
2.2 人体运动模型
2.2.1 元胞自动机
2.2.2 社会力模型
2.3 本章小结
3 船舶火灾场景的建立
3.1 船舶物理模型的建立
3.1.1 船舶外形轮廓的建立
3.1.2 模型的简化
3.1.3 舱壁和甲板的搭建
3.2 火灾工况设计
3.2.1 初步设定工况
3.2.2 热释放速率的设定
3.3 网格划分
3.4 测点和切片位置的建立
3.4.1 测点位置的建立
3.4.2 切片位置的建立
3.5 本章小结
4 船舶火灾烟气的数值模拟分析
4.1 船舶火灾危险性参数控制标准
4.1.1 温度临界值
4.1.2 能见度临界值
4.1.3 CO浓度临界值
4.1.4 CO2浓度临界值
4.2 火灾工况一的数值模拟分析
4.2.1 烟气蔓延情况
4.2.2 能见度分析
4.2.3 各测点数值分析
4.3 火灾工况二的数值模拟分析
4.3.1 烟气蔓延情况
4.3.2 能见度分析
4.3.3 各测点数值分析
4.4 火灾工况三的数值模拟分析
4.4.1 烟气蔓延情况
4.4.2 能见度分析
4.4.3 各测点数值分析
4.5 火灾工况四的数值模拟分析
4.5.1 烟气蔓延情况
4.5.2 能见度分析
4.5.3 各测点数值分析
4.6 本章小结
5 船舶人员安全疏散分析
5.1 人员疏散的准备工作
5.1.1 人员安全疏散的准备时间
5.1.2 疏散模式
5.1.3 疏散人员的设定
5.1.4 疏散模型的建立
5.1.5 安全出口的建立
5.2 人员疏散模拟分析
5.2.1 工况一的疏散模拟分析
5.2.2 工况二的疏散模拟分析
5.2.3 工况三的疏散模拟分析
5.2.4 工况四的疏散模拟分析
5.3 疏散模拟等级划分
5.4 本章小结
6 单层甲板的烟气流动研究
6.1 门的关闭与打开对烟气流动的影响
6.1.1 场景设计
6.1.2 烟气流动情况分析
6.1.3 测点数据分析
6.2 有无排烟系统对烟气流动的影响
6.2.1 场景设计
6.2.2 烟气流动情况分析
6.2.3 测点数据分析
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
本文编号：3812573
【文章页数】：94 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
1 绪论
1.1 选题背景及意义
1.1.1 船舶火灾形势
1.1.2 船舶火灾特点
1.1.3 研究意义
1.2 国内外研究现状
1.2.1 船舶火灾研究现状
1.2.2 人员疏散研究现状
1.3 研究内容
2 燃烧模型和逃生模型
2.1 燃烧的理论模型
2.1.1 流体动力学模型
2.1.2 湍流流动模型
2.1.3 辐射模型
2.2 人体运动模型
2.2.1 元胞自动机
2.2.2 社会力模型
2.3 本章小结
3 船舶火灾场景的建立
3.1 船舶物理模型的建立
3.1.1 船舶外形轮廓的建立
3.1.2 模型的简化
3.1.3 舱壁和甲板的搭建
3.2 火灾工况设计
3.2.1 初步设定工况
3.2.2 热释放速率的设定
3.3 网格划分
3.4 测点和切片位置的建立
3.4.1 测点位置的建立
3.4.2 切片位置的建立
3.5 本章小结
4 船舶火灾烟气的数值模拟分析
4.1 船舶火灾危险性参数控制标准
4.1.1 温度临界值
4.1.2 能见度临界值
4.1.3 CO浓度临界值
4.1.4 CO2浓度临界值
4.2 火灾工况一的数值模拟分析
4.2.1 烟气蔓延情况
4.2.2 能见度分析
4.2.3 各测点数值分析
4.3 火灾工况二的数值模拟分析
4.3.1 烟气蔓延情况
4.3.2 能见度分析
4.3.3 各测点数值分析
4.4 火灾工况三的数值模拟分析
4.4.1 烟气蔓延情况
4.4.2 能见度分析
4.4.3 各测点数值分析
4.5 火灾工况四的数值模拟分析
4.5.1 烟气蔓延情况
4.5.2 能见度分析
4.5.3 各测点数值分析
4.6 本章小结
5 船舶人员安全疏散分析
5.1 人员疏散的准备工作
5.1.1 人员安全疏散的准备时间
5.1.2 疏散模式
5.1.3 疏散人员的设定
5.1.4 疏散模型的建立
5.1.5 安全出口的建立
5.2 人员疏散模拟分析
5.2.1 工况一的疏散模拟分析
5.2.2 工况二的疏散模拟分析
5.2.3 工况三的疏散模拟分析
5.2.4 工况四的疏散模拟分析
5.3 疏散模拟等级划分
5.4 本章小结
6 单层甲板的烟气流动研究
6.1 门的关闭与打开对烟气流动的影响
6.1.1 场景设计
6.1.2 烟气流动情况分析
6.1.3 测点数据分析
6.2 有无排烟系统对烟气流动的影响
6.2.1 场景设计
6.2.2 烟气流动情况分析
6.2.3 测点数据分析
7 结论与展望
7.1 结论
7.2 展望
参考文献
致谢
作者简历及攻读硕士学位期间的科研成果
本文编号：3812573
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