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二级消防工程师考试《消防安全技术综合能力》考点整理:软件选取(最新发布)

蚂蚁考呗网     [ 2019-10-31 ]   点击次数:

2019年注册消防工程师已进入备考状态,为方便考生进行二级消防工程师备考,甘肃华图教育为大家整理了二级消防工程师考试《消防安全技术综合能力》考点整理-软件选取。更多考试资讯,请关注“甘肃华图二级消防工程师栏目"!

一、火灾模拟

(一)概述

火灾数值模拟是火灾研究的重要内容之一,但由于火灾现象的复杂性,近几十年来才建立起描述火灾现象的实用数学模型。火灾模型主要分为确定性模型和随机性模型。

火灾数值模型主要有专家系统(Expert System)、区域模型(Zone Model)、场模型(Field Model)、网络模型(Network Model)和混合模型(Hybrid Model)。场模型也即CFD(计算流体动力学)模型,主要是指利用计算流体动力学技术对火灾进行模拟的模型,由于CFD模型可以得到比较详细的物理量时空分布,能精细地体现火灾现象,加之高速、大容量计算机的发展,使得CFD模型得到了越来越广泛的应用。

目前用于火灾模拟的CFD模型主要有FDS、PHOENICS、FLUENT等。FDS是专门针对火灾模拟而开发的CFD软件,简单易用。因此,它在火灾模拟中的应用最为广泛。而PHOENICS和FLUENT是计算流体力学的通用软件,将其用于火灾模拟需要有较强的流体力学背景,因此,应用较少。目前,国内外对FDS的研究比较多,而对于PHOENICS和FLUENT在火灾模拟方面的应用研究较少,对各个软件的对比研究则更少。

在火灾模拟中,怎样才能使模拟结果更加准确、可信是一个急需解决的问题。验证与确认是评价数值解精度和可信度的主要手段。长期以来,CFD工作者对CFD软件的验证与确认工作一直没有给予足够的重视。因此,对于计算结果的可信度,CFD研究人员并不能给出明确的回答。这使得CFD软件的使用者对CFD也持一种矛盾的心态,既想利用CFD这种快捷经济的设计工具,又对CFD的计算结果心存疑虑。如果有条件,可以结合数值计算和模拟实体火灾的方式,进一步验证模型的可靠性。

(二)选取

从软件易用性来看,火灾专用模拟软件相对简单,在应用中不需要作复杂设置,使用者只需掌握火灾基本知识即可得到合理的结果,而通用CFD软件对使用者要求较高,使用者需要对流体力学知识有深入了解,才能得到合理结果,因此,一般火灾模拟选择专用软件为宜。

利用火灾模型进行数值分析前,应着重考虑该模型对所模拟问题的适用性及预测能力,一般情况下,需要事先利用相关试验(已有其他人员进行的试验或自己进行相关试验)对模型进行确认研究。从模拟结果的准确性来看,火灾专用模拟软件由于是专门针对火灾开发的,在概念模型层面相对于通用软件更接近于真实模型,其数学模型更能反映火灾过程,因此,一般情况下,建议选择火灾专用软件,除非在专用软件无法模拟的情况下才选择通用软件。

使用火灾专用软件时,应着重考虑网格独立性、边界条件设置对模拟结果的影响,使用通用软件时,还应考虑湍流模型、燃烧模型、辐射模型的选择。

火灾模型的验证和确认应包含其对各类火灾参数的预测能力研究,如火场温度、热辐射通量、反应产物的浓度变化(着重研究C0、C0,、烟密度等)、火场能见度等。

对于通用的CFD软件,如PHOENICS、FLUENT、CFX等,由于其发展比较成熟,其程序一般能够比较准确地反映其所确立的概念模型,因此,对这类模型可以着重于确认研究;对于专用火灾模拟软件,如FDS等,已经进行了较多的确认和验证工作,对于比较常见的火灾场景,如建筑室内火灾等,可以直接用来模拟分析,而对于一些特殊的场景,如火灾在狭长双层玻璃幕墙内的蔓延模拟,还需进行进一步确认研究;对于自行编制的火灾模拟程序,模型的验证工作是至关重要的,应确保程序能够准确反映概念模型。

利用Steckler房间火灾试验对PHOENICS和FLUENT进行确认研究,就该类实例来说,FLUENT的准确度要高于PHOENICS,但就工程应用来说,在选择合理的湍流模型、辐射模型,并经过网格独立性检验后,二者的模拟结果一般均可满足工程需要。

火灾发展具有确定性和随机性的特点,火灾试验的影响因素较多,在选择确认试验时,应尽量选择可重复性强的试验,并应注重采用不同火灾场景下的火灾试验对其进行确认研究,以便更好地检验模型的可信度。

二、疏散模拟

(一)概述

(二)疏散模型分类

人员疏散计算方法主要有两种:水力疏散模型和人员行为模型。

1.水力疏散模型

水力疏散模型通常对人员疏散过程作如下保守假设:

1)疏散人员具有相同的特征,并且都具有足够的身体条件疏散到安全地点。

2)疏散人员是清醒的,在疏散开始的时刻一起井然有序地进行疏散,且人员在疏散过程中不会中途返回选择其他疏散路径。

3)在疏散过程中,人流的流量与疏散通道的宽度成正比分配,即从某一出口疏散的人数按其宽度占出口总宽度的比例进行分配。

4)人员从各个疏散门疏散且所有人的疏散速度一致,保持不变。

2.人员行为模型

下面将通过分析这些人员疏散模型的功能与特点,对这些软件进行适当分类。

(1)一般分类。疏散模型在处理疏散的一般问题时,均采用了三种不同基本方法:优化法、模拟法和风险评估法。

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