建筑物内部火灾烟气模拟扩散的方法及应急方案调用方法技术

技术编号:35551314 阅读:28 留言:0更新日期:2022-11-12 15:31
本发明专利技术公开了一种建筑物内部火灾烟气扩散的模拟方法以及应急方案调用方法,获取预先基于目标建筑物构建的三维模型,生成非均匀性计算网格,建立复杂拓扑计算空间的分割与合成方法;计算得到建筑物内外空间的风速、烟雾浓度、湍流扩散特征参数进一步得到火灾发生时烟气扩散的时空分布模拟结果并形成预案库,最终实现火灾实时情景与模拟预案库的大数据比对并实时生成应急决策咨询方案。优点:具有高还原度、高可靠性和基于流体运动与扩散三维数值仿真的创新技术优势,并对于城市中近些年来大量新建的具有复杂内外部结构的高层建筑和复合建筑综合体的火情评估和逃生救援具有明显优势。优势。优势。

【技术实现步骤摘要】
建筑物内部火灾烟气模拟扩散的方法及应急方案调用方法


[0001]本专利技术涉及一种建筑物内部火灾烟气模拟扩散的方法及应急方案调用方法,属于建模以及火灾应急


技术介绍

[0002]建筑因人类文明的发展需要而“生”,而大型建筑综合体的成功开发又使人类活动的核心地带

城市发生巨变。随着城市化的发展,布局及功能复杂的高层建筑体成为了城市中的商业、办公、居住、旅店、展览、餐饮、会议、文娱、交通等绝大多数城市生活的主要空间。复杂的内外结构和密集的人员集散性是城市建筑体的主要特征。因此城市建筑消防安全的重要性日趋上升,而消防实施的难度亦极大增加。
[0003]目前城市建筑的审批流程中,消防专项是重要一环,但与消防相关的措施
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——包括消防通道的设置、消防拴的布点、防火门的设置以及非定期的消防演练,基本依据的是定性的历史经验和主观判别,缺乏直接基于具体建筑设计结构和火情发展的定量的、针对性更强的仿真情景的预案设计。存在一般性经验与具体实际不符,预案与具体火情不符的问题。现有技术多基于对已发生火灾情况的实时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种建筑物内部火灾烟气扩散的模拟方法,其特征在于,包括:获取预先基于目标建筑物构建的三维模型;根据三维模型的内外大气空间以及预先设定的对建筑物结构仿真精细度的要求和空间曲率的分布变化,生成非均匀性的计算网格,对每个所述计算网格进行编号,建立相邻计算网格之间的数学映射关系;所述计算网格包括内部网格和边界网格,所述边界网格为三维模型中与边界面接触的计算网格,所述内部网格为三维模型中非边界网格的计算网格;获取目标建筑物的火灾点关键参数,根据火灾点关键参数确定火灾点处于三维模型的计算网格的类型和用于计算网格进行计算的初始计算参数;根据计算网格的类型调用内部网格计算模型或者边界网格计算模型,利用内部网格计算模型或者边界网格计算模型以及初始计算参数计算得到当前计算网格的风速、烟雾浓度和湍流扩散特征参数;根据相邻计算网格之间的数学映射关系,进行风速、烟雾浓度和湍流扩散特征参数的数据传递,完成三维模型的全空间内模拟过程,得到目标建筑物的火灾发展趋势的模拟结果。2.根据权利要求1所述的建筑物内部火灾烟气扩散的模拟方法,其特征在于,所述湍流扩散特征参数为湍流动能和湍流动能耗散率。3.根据权利要求1所述的建筑物内部火灾烟气扩散的模拟方法,其特征在于,所述三维模型的构建,包括:采集目标建筑物内外结构的尺寸数据、目标建筑物的传感器设备信息和设施信息;根据目标建筑物内外结构的尺寸数据、目标建筑物的传感器设备信息和设施信息,利用3D建模软件生成目标建筑物的三维模型。4.根据权利要求1所述的建筑物内部火灾烟气扩散的模拟方法,其特征在于,所述模拟结果通过绘制强度分布色谱、三维流线图以及标记烟尘扩散轨迹的方式呈现。5.根据权利要求3所述的建筑物内部火灾烟气扩散的模拟方法,其特征在于,所述传感器设备信息包括:在目标建筑物每一楼层的上下风向窗口、楼梯间内以及内部墙面、电梯间的关键位置布置的风速传感器和烟流颗粒浓度传感器的采集信息;在各层内部的有火源和起火风险的区域附近布设红外温度传感器、风速传感器和颗粒物浓度传感器的采集信息。6.根据权利要求1所述的建筑物内部火灾烟气扩散的模拟方法,其特征在于,所述根据三维模型的内外大气空间以及预先设定的对建筑物结构仿真精细度的要求和空间曲率的分布变化,生成非均匀性的计算网格,包括:获取用于绘制网格所需要的参数,包括预设空间精细度、建筑外形函数、模拟区域的三维范围、网格形式,将参数储存在OPENFOAM软件的blockMeshDict字典文件中;在OPENFOAM软件的算例文件夹下打开终端,在终端中输入blockMesh命令,调用blockMeshDict字典文件,生成初始网格;在初始网格的基础上使用snappyHexMeshDict文件,输入snappyHexMesh命令进行网格细化,得到非均匀性的计算网格。7.根据权利要求1所述的建筑物内部火灾烟气扩散的模拟方法,其特征在于,所述内部
网格计算模型,包括:μ
i
表示空气微团或者烟雾颗粒在i所对应空间维度方向的速度或者浓度,i=1, 2, 3分别表示三维垂直坐标系中的x, y, z方向;x
i
表示i所对应空间维度的坐标;表示在i所对应空间维度上的μ
i
的雷诺平均;μ
j
是空气微团或者烟雾颗粒在另一维度j方向的速度...

【专利技术属性】
技术研发人员:刘振鑫米君睿陈远昊
申请(专利权)人:南京信息工程大学
类型:发明
国别省市:

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