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第1章 绪论1

1.1 研究背景1

1.1.1 火灾调查研究的发展1

1.1.2 火灾重构的研究方法6

1.2 火灾数值重构技术的国内外研究现状10

1.3 火灾数值重构研究的目的和意义11

参考文献11

第2章 火灾的发生与蔓延13

2.1 人类对燃烧的认识过程13

2.2 火灾的发生14

2.2.1 燃烧的基本条件15

2.2.2 着火方式15

2.3 火灾的蔓延16

2.3.1 热传导16

2.3.2 热对流16

2.3.3 热辐射17

2.3.4 建筑物内火灾蔓延18

参考文献20

第3章 火灾的性质和行为21

3.1 基本燃烧形式21

3.1.1 有焰燃烧21

3.1.2 炽热燃烧22

3.1.3 爆炸式燃烧23

3.2 火羽24

3.2.1 羽流现象24

3.2.2 火焰概念与特征24

3.3 烟气的产生和蔓延25

3.3.1 烟气的产生25

3.3.2 烟气的蔓延26

参考文献30

第4章 基于场模拟的火灾数值重构方法的数学模型和数值方法31

4.1 湍流模型32

4.1.1 基本的守恒方程组32

4.1.2 低马赫数假设33

4.1.3 扩散项34

4.1.4 动量方程的处理34

4.1.5 泊松方程35

4.1.6 大涡模拟36

4.2 燃烧模型36

4.3 辐射换热模型38

4.4 固相模型40

4.4.1 组分平均热属性41

4.4.2 源项41

4.4.3 边界条件43

参考文献44

第5章 壁面热蚀痕迹的预测模型45

5.1 火灾图痕45

5.1.1 概念45

5.1.2 火灾痕迹的产生45

5.1.3 火灾痕迹的作用46

5.1.4 研究进展47

5.1.5 壁面热蚀痕迹概述48

5.2 壁面热蚀痕迹形成的理论分析48

5.2.1 层次分析法概述49

5.2.2 壁面热蚀痕迹形成的主要影响因素的确定51

5.3 壁面热蚀痕迹预测模型的建立53

5.3.1 量纲分析法53

5.3.2 模型的建立53

5.3.3 模型的实现55

5.3.4 场景文件的编写55

参考文献58

第6章 PVC塑料板壁面热蚀痕迹试验研究59

6.1 PVC塑料板热解特性研究59

6.1.1 热重分析技术59

6.1.2 试验目的59

6.2 PVC塑料板壁面热蚀痕迹试验61

6.2.1 试验材料61

6.2.2 试验方法62

6.2.3 试验工况设定62

参考文献80

第7章 PVC塑料板热蚀痕迹的数值重构81

7.1 参数设置81

7.2 热蚀痕迹重构结果分析82

7.2.1 工况一重构结果分析83

7.2.2 工况二重构结果分析85

7.2.3 工况三重构结果分析86

参考文献89

第8章 壁面烟熏图痕的预测模型90

8.1 壁面烟熏图痕概述90

8.1.1 烟熏图痕的形成机理92

8.1.2 “ V”字形烟熏图痕93

8.2 壁面烟熏图痕形成的理论分析95

8.3 壁面烟熏图痕预测模型95

8.3.1 量纲分析法95

8.3.2 模型的建立95

8.3.3 模型的实现96

8.3.4 场景文件的编写97

参考文献100

第9章 防火板烟熏图痕的实体试验研究101

9.1 试验装置设置101

9.2 试验工况设定102

9.2.1 工况一：燃烧时间不同102

9.2.2 工况二：起火点不同116

9.2.3 工况三：燃料种类不同123

参考文献127

第10章 防火板烟熏图痕的数值重构128

10.1 参数设置128

10.2 烟熏图痕重构结果分析130

10.2.1 工况一重构结果分析130

10.2.2 工况二重构结果分析132

10.2.3 工况三重构结果分析134

参考文献135

第11章 石膏材料受热痕迹的预测模型136

11.1 火灾痕迹概述136

11.2 石膏材料受热痕迹概述137

11.3 纸面石膏板受热反应特性研究137

11.3.1 石膏材料的热失重分析137

11.3.2 石膏材料的锥形量热仪试验研究140

11.4 石膏材料受热痕迹形成的理论分析145

11.5 石膏材料受热痕迹预测的数学模型148

11.5.1 模型的建立148

11.5.2 痕迹边界阈值的确定148

11.5.3 模型的实现149

11.6 石膏材料受热痕迹重构的数值方法150

11.6.1 时间离散150

11.6.2 空间离散151

11.6.3 方程离散151

参考文献154

第12章 石膏材料受热痕迹的实体试验研究155

12.1 试验条件的设定155

12.1.1 试验材料155

12.1.2 试验装置155

12.1.3 试验方法155

12.1.4 燃料热释放速率计算156

12.2 试验结果157

12.2.1 工况一：油盘面积不同157

12.2.2 工况二：受热时间不同172

12.2.3 工况三：油盘与壁面相对位置不同173

12.3 结果分析174

12.3.1 油盘面积的影响174

12.3.2 受热时间的影响177

12.3.3 相对位置的影响181

参考文献183

第13章 石膏材料受热痕迹的数值重构184

13.1 参数设置184

13.2 石膏板受热痕迹数值重构结果分析186

13.2.1 痕迹图片比对算法186

13.2.2 工况一重构结果分析187

13.2.3 工况二重构结果分析193

13.2.4 工况三重构结果分析198

参考文献202

第14章 基于数值重构技术的火灾过程再现203

14.1 某酒吧特大火灾场景的数值重构203

14.1.1 火灾基本情况203

14.1.2 火灾场景设置205

14.1.3 数值重构结果及分析206

14.2 某居民楼火灾重构218

14.2.1 居民楼火灾危险性218

14.2.2 某居民楼火灾重构221

参考文献235