室內火災與噴淋模擬分析

現代社會隨著經濟的高速發展，人類面臨的火災現象呈現出復雜化和多樣化的趨勢，火災的發生已從地面（森林火災等）發展到地下（地鐵、地下商場火災等），從固定環境（建筑火災等）發展到移動環境

（如交通工具火災等），而火災事故的發生頻數和直接損失也不斷上升。在眾多火災中，那些受限空間內的火災造成的人員傷亡和經濟損失極為重大，如建筑，地鐵和船舶火災等，這類火災直接發生在人類社會最主要的活動場所，它對人類生命和財產的危害最大。

火災是一種很復雜的物理化學過程，它包含著湍流流動及混合、傳熱和傳質、熱解和各種化學反應等分過程，也包含著這些分過程的相互作用。人們研究火災的主要目的在于揭示火災發生、發展的規律，既

要定性研究煙氣運動的規律，也要定量研究火災及煙氣的濃度、速度、溫度等的空間分布及其隨時間的變化規律，以便對受限空間的防火設計及火災的評估、預防、撲滅及人員逃生提供定性或定量的理論和試驗依據。

目前對各種受限空間火災的研究方法主要包括兩個大的方面，一是利用實物或相似模型進行試驗研究；二是利用計算機建模數值模擬研究。大家知道實物或模型試驗研究受到費用、設備、環境等多方面因

素的影響，且同一實物試驗是不可重復的一次性試驗。因此，近年來隨著計算機速度性能的不斷提高，越來越多的火災研究者利用計算機建模對火災進行數值模擬研究，它彌補了前一種方法的很多缺點。

為簡化計算，在對火災模擬的過程中，可不考慮火災中可燃物的實際燃燒過程，只考慮可燃物燃燒的兩個主要特性（即燃燒發出熱量和放出煙氣）對發生火災的受限空間的影響。這樣就可以按照火源的主要特征（放熱和放煙）對火源進行簡化，即將燃燒過程的發熱特性簡化成具有相同放熱速率的熱源，煙氣特性簡化成有一定質量流的煙氣羽流。

受限空間內的高溫氣流流動是在氣流浮升力作用下的湍流流動，湍流流動的模型有很多，其中k ?ε 雙方程模型是流動粘性系數模型中應用最廣泛和最成功的一種模型，采用Boussinesq 假設，在動量方程和湍流模型中引入浮力項以模擬浮力的影響。

噴淋前室內火災溫度場與煙氣濃度場

噴淋后室內火災溫度場和煙氣濃度場

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