大型建筑火灾烟气流动与控制研究-论文.pdf

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1、建筑防火设计大型建筑火灾烟气流动与控制研究王楷，刘志刚。，汪小志。，孙欣杰(1．丽水市消防支队，浙江丽水323000；2．南昌大学环境与化学工程学院，江西南昌33003l；3．河南理工大学河南省矿山信息化重点学科开放实验室，河南焦作454003)摘要：运用FLUENT计算仿真软件，通过UDF编程设作。然后，通过UDF编程控制的方式在FLUENT中嵌入计的方式对FLUENT进行了二次开发。以大型建筑火灾烟气温度场以及烟尘分布场的求解程序，最后通过FLUENT流动与控制为工程实例，运用GAMBIT软

2、件建立了火灾现场计算，如果计算结果收敛则直接进行结果后处理，如果不实际模型，通过对火灾进行FLUEN，r仿真计算之后用Tecplot收敛则需要重新调整网格和边界条件，直到结果收敛软件对结果进行了后处理，得到了火灾发生时的温度以及烟气为止。流场分布情况。关键词：FIUENT软件；数值模拟；耦合计算；UDF编程设计；Tecplot软件；建筑防火中图分类号：X913．4，TP391．9文献标志码：A文章编号：1009—0029(2O14)05—0521—03作为最常用的数值仿真模拟软件，FLUENT在

3、流场图1FLUENT数值仿真模拟过程不惹图分析过程中表现出不可比拟的优势，因此在美国和中国2FLUENT软件数学模型和程序设计CFD市场上，FIUENT软件占有很大的比重。FLUENT运用FLUENT进行数值计算时主要应用的模型是可以识别的语言比较多，其中通用性语言包括VB和VC烟尘颗粒的运动模型，其中烟尘在流场中的运动规律可语言，也可以通过解释和编程的方式将外部语言转换成用拉格朗日坐标进行建模，Lagrangian坐标系下的运动FLUENT自身可以识别的语言。所以，FLUENT具有方程如式(1

4、)、式(2)所示。很大的灵活性，可以使用通用性语言对软件进行二次开dup发。FLUENT也自身带有库函数，用户可以使用UDF—F。(U-Up)+g(Pp—P)／Pp+F(1)对不同的方程进行求解，求解过程中只需要修改不同的参数。基于此，使用UDF编程设计的方式对FLUENT

5、0pp4软件进行了二次开发，并建立了大型建筑火灾烟气流动连续相速度用U表示，烟尘速度用“。表示，烟尘的模型，得到了火灾发生时的温度以及烟气流场分布规律。分子黏性系数用／1表示，空气与烟尘的密度分别用1FLUENT软件工程应用

6、设计流程表示，烟尘直径用D。表示，烟尘相对雷诺数用Re表示，在FIUENT数值仿真计算之前首先要进行数值建定义为式(3)。模，数值建模的方式可以应用FLUENT自带GAMBITRe一已二(3)软件，也可以将CAD、Solidworks以及PROE等软件的模型导入，然后进行网格划分。其中，阻力系数用式(4)表示。数值计算模型建好后需要将网格导入到FLUENTCD：G1++(4)中进行计算，在计算之前需要进行计算预处理，预处理过a，a，a。为常数，可用根据实验得到。程包括边界条件输入、计算方式选择、

7、物理模型输入等。如果颗粒尺寸达到了微米级别以下，则采用Stokes预处理完成后便可以进行FLUENT数值仿真模拟计算，阻力公式，见式(5)。计算完成后可以通过结果后处理软件进行结果处理，结果处理软件包括Origin、Tecplot等绘图软件。图1为(5)FLUENT仿真模拟过程示意图。其过程主要分为四步，其中，C为校正系数，见式(6)。首先需要通过GAMBIT软件进行建模，然后，通过设置边Cc=1．．](6)界条件和物理模型进行FLUENT计算预处理的准备工．H-~E1257+04e1．1D,／

8、21,基金项目：南昌大学博士科研启动经费资助项目(06301043)；河南省矿山信息化重点学科开放实验室课题(KY2O12—01)消防科学与技术2014年5月第33卷第5期521要求较高。””””“””“’”“”“”’“””“⋯”⋯”⋯”“”⋯“。””’”““”“””“‘””“””““’“”””“””””“”4结束语·科技信息．运用FLUENT数值模拟软件，结合UDF编程设计、高层写字楼应急疏散方案对大型建筑火灾发生时的温度场以及烟气分布规律进行了深入的分析研究。论文运用GAMBIT软件进行了数

9、美国高层建筑安全咨询委员会发布一份有关值建模，运用Tecplot软件对结果进行了后处理。通过数高层写字楼应急疏散方案的文件。高层写字楼中值模拟研究发现，在无风情况下发生火灾时温度值达到人员管理问题是设计应急疏散方案的核心问题。了1050K，而在有风情况下的温度为1030K，要比无风虽然消防疏散程序在北美各大消防机构中已相当情况时的温度低，符合实际情况。在无通风情况下CO普及，但在具体实践中仍存在较大特殊性。此次体积分数为0．0112，在有通风情况下CO。体积分数为发布的高层写字楼应急疏散方案对N