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单室火灾的多层区域模拟方法研究

单室火灾的多层区域模拟方法研究

作者：段金曦武汉大学

学位级别：硕士

目前广泛应用的两层区域模型方法容易理解,计算量少,运算速度快。但是,由于只将室内空间简单地划分成上下两个控制区域,其计算结果不能提供诸如室内垂向的温度分布和烟气浓度分布等更为详细的火灾过程信息。为此,本文从室内火灾的物理... 详细信息

目前广泛应用的两层区域模型方法容易理解,计算量少,运算速度快。但是,由于只将室内空间简单地划分成上下两个控制区域,其计算结果不能提供诸如室内垂向的温度分布和烟气浓度分布等更为详细的火灾过程信息。为此,本文从室内火灾的物理现象出发,根据室内火灾时高度方向上温度场存在温差梯度,烟气层存在浓度梯度的实际情况,将室内空间在竖直高度上划分为任意多个水平控制区域（层）。通过假定每个水平控制层内的物理参数（如温度、压强、烟气浓度等）为均匀分布,并运用质量守恒原理、能量守恒原理、组分守恒方程以及理想气体状态方程,建立了一个可以获得火灾发展过程中温度和浓度垂向分布的多层区域模型。同时,在对组成多层区域模型的各分过程进行深入探讨的基础上,建议或提出了较合理的包括热释放速率、烟气质量生成速率、开口流动、传热等在内的子模型。通过对室内温度、压强、密度三个独立物理量的相互耦合,能较合理地模拟单室火灾全过程中温度、烟气浓度的发展变化。在多层区域模型的理论基础上,利用数值方法建立了数值模型,并通过编程对单室火灾全过程中垂向上的温度、烟气浓度发展变化进行了数值计算和分析。并将数值模拟结果与Steckler的单室火灾实验结果进行了对比。结果表明,本文所建立的单室多层区域模型是合理和可信的。此外,利用MATLAB6.5可视化编程工具建立了一个具有GUI界面的前后处理模块,并将其与建立的多层区域数值模型的计算模块进行了整合。在友好的GUI界面下,建筑几何数据采集和火灾模型数据采集的工作量大大减少,大幅度的提高了工作效率;计算结果的动态演示和数据查询变得方便;对提高建筑火灾数值模拟分析的效率有较大的作用。

关键词：多层区域模型火灾数值模拟可视化 MATLAB

水塔烟囱定向爆破倒向偏差的门洞影响静力分析

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爆破 2011年第1期28卷 78-81页

作者：段金曦国防科技大学指挥军官基础教育学院长沙410072

针对砖混结构水塔、烟囱的定向爆破拆除中存在的定向偏移问题,通过对结构破坏机理的静力理论分析,初步确定了爆破拆除中的门洞影响参数,并提出了3种消除门洞影响定向偏移的工程措施。

关键词：爆破拆除门洞影响定向偏移水塔烟囱

考虑竖向力影响时侧移框架的修正计算长度系数

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建筑结构 2008年第4期38卷 81-82,119页

作者：胡其高孔位学段金曦谢建军国防科大指挥军官基础教育学院长沙410072

推导了竖向力对框架的抗侧刚度影响系数α,并分别对计算侧移框架二阶效应的P-Δ法、二阶弹性分析法和双二阶效应法的计算长度系数进行修正。通过与《钢结构设计规范》(GB50017—2003)比较得知,双二阶效应法计算长度系数取值比规范安全,... 详细信息

推导了竖向力对框架的抗侧刚度影响系数α,并分别对计算侧移框架二阶效应的P-Δ法、二阶弹性分析法和双二阶效应法的计算长度系数进行修正。通过与《钢结构设计规范》(GB50017—2003)比较得知,双二阶效应法计算长度系数取值比规范安全,修正后的P-Δ法和二阶弹性分析法与规范最为接近,而二阶弹性分析法和P-Δ法在梁柱线刚度比K1大于1时偏于不安全。

关键词：抗侧刚度影响系数计算长度系数二阶效应梁柱线刚度比

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新型薄壁管耐撞性分析及优化设计

高压物理学报 2021年第3期35卷 98-108页

作者：尹华伟王陈凌段金曦刘利民湖南大学土木工程学院湖南长沙410082 湖南湖大土木建筑工程检测有限公司湖南长沙410082 国防科学技术大学指挥军官基础教育学院湖南长沙410072 湖南泽天传感科技有限公司湖南长沙410131

采用LS-DYNA仿真软件对新型薄壁管在轴向冲击荷载作用下进行了数值模拟,分析了上端薄壁圆管长度和波纹型诱导槽半径对其耐撞性及变形模式的影响,并与普通薄壁圆管进行比较。结果表明:当上端薄壁圆管长度及波纹形诱导槽半径设计合理时,... 详细信息

采用LS-DYNA仿真软件对新型薄壁管在轴向冲击荷载作用下进行了数值模拟,分析了上端薄壁圆管长度和波纹型诱导槽半径对其耐撞性及变形模式的影响,并与普通薄壁圆管进行比较。结果表明:当上端薄壁圆管长度及波纹形诱导槽半径设计合理时,新型薄壁管在压溃阶段的最大峰值压溃力、比吸能以及变形模式相比于普通薄壁圆管更优异。为了获得更好吸能效果的新型薄壁管,以其比吸能和最大峰值压溃力为优化指标,以上端薄壁圆管长度和波纹形诱导槽半径为动态变量,建立了新型薄壁管多目标优化方案。基于Kriging法构造了目标近似函数,同时结合NSGA-Ⅱ算法求解了多目标优化问题。

关键词： LS-DYNA 新型薄壁管耐撞性变形模式优化设计

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河岸崩塌与稳定分析

武汉大学学报（工学版） 2004年第6期37卷 17-21页

作者：段金曦段文忠朱矩蓉武汉大学水利水电学院武汉大学图书馆湖北武汉430072

在总结了以往长江河道崩岸问题研究成果的基础上,分析了不同河型河道崩岸的特点及机理,提出了岸坡滑动的计算模式、稳定岸坡的坡降、河道崩岸的预测方法等,在抗滑稳定计算上考虑了河岸动水压力对河岸崩塌的作用;在河岸稳定性判定上,提... 详细信息

在总结了以往长江河道崩岸问题研究成果的基础上,分析了不同河型河道崩岸的特点及机理,提出了岸坡滑动的计算模式、稳定岸坡的坡降、河道崩岸的预测方法等,在抗滑稳定计算上考虑了河岸动水压力对河岸崩塌的作用;在河岸稳定性判定上,提出了用河道深泓距岸距离和水深确定当前河岸坡度,并与其当前稳定坡度相比较,来判定河岸是否稳定,对于长江中下游,粘土、亚粘土与细沙土夹层河岸的稳定坡度均缓于1∶3.0,各崩岸段深泓离岸距离与平均河宽之比一般为0.07～0.30.

关键词：河道崩岸崩岸机理抗滑稳定稳定岸坡崩岸预测长江

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固增水电站水库泥沙淤积及其冲沙调度研究

人民长江 2008年第8期39卷 96-98页

作者：尹崇清周家俞张湛段金曦重庆交通大学西南水运工程科学研究所重庆400016 国防科技大学湖南长沙411073

在山区河流修建水电枢纽往往会修建相应的辅助设施,如沉沙池、调压井等,然而固增电站则是采用以水库代替沉沙池的方案,即"以库代池"。通过水库泥沙调度进行沉沙和冲沙试验,起到了传统的地下沉沙池的效果,为工程节约了投资并且减少了工... 详细信息

在山区河流修建水电枢纽往往会修建相应的辅助设施,如沉沙池、调压井等,然而固增电站则是采用以水库代替沉沙池的方案,即"以库代池"。通过水库泥沙调度进行沉沙和冲沙试验,起到了传统的地下沉沙池的效果,为工程节约了投资并且减少了工程量。该电站通过改变水库运用方式,合理的控制水库泥沙淤积和排泄水库中的泥沙,可保证设计所需长期有效的日调节库容,取得了良好的效果,值得同类型水库借鉴。

关键词：水库淤积水库冲沙水库调度固增水电站

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某建筑局部增层改造引起的安全隐患分析

工业建筑 2008年第Z1期38卷 628-629,594页

作者：胡其高陈北雁段金曦朱卫华国防科大指挥军官基础教育学院长沙410072

以某公共建筑局部增层改造为背景,分析了房间增层改造后带来的一些安全隐患,并针对上述安全隐患提出了相应的建议和改进措施,使其传力路线明确、合理,安全性增强。

关键词：局部增层改造安全隐患荷载

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影响悬移质粒径沿垂向分布因素的研究

人民长江 2007年第6期38卷 116-117,120页

作者：王召兵周家俞段金曦吴门伍重庆交通大学西南水运工程科学研究所重庆400016 国防科技大学指挥军官基础教育学院湖南长沙410073 珠江水利委员会科学研究所广东广州510611

通常泥沙颗粒粒径沿垂线分布呈“上细下粗”型,即越是靠近水面,泥沙颗粒就越细。采用水槽试验研究了在不同水力条件、不同泥沙条件下,泥沙颗粒粒径d50的垂线分布规律。试验表明:泥沙颗粒粒径沿垂线分布不仅与泥沙浓度密切相关,而且与水... 详细信息

通常泥沙颗粒粒径沿垂线分布呈“上细下粗”型,即越是靠近水面,泥沙颗粒就越细。采用水槽试验研究了在不同水力条件、不同泥沙条件下,泥沙颗粒粒径d50的垂线分布规律。试验表明:泥沙颗粒粒径沿垂线分布不仅与泥沙浓度密切相关,而且与水流条件以及泥沙颗粒大小有关,在垂向上相同位置,泥沙颗粒中值粒径随泥沙浓度增大而增大,随水流条件增强而增大,随泥沙颗粒粒径增大而增大。

关键词：泥沙颗粒浓度粒径水流紊动 MicmADV

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泥沙粒径对其均匀系数分布影响的试验研究

人民长江 2009年第22期40卷 73-75页

作者：周家俞尹崇清段金曦吴门伍重庆交通大学西南水运工程科学研究所重庆400016 国防科技大学湖南长沙410073 珠江水利委员会科学研究所广东广州510611

在挟沙水流中,泥沙颗粒的运动是随机的。对于不同的点,泥沙组成是不一样的,即泥沙颗粒组成具有不同均匀程度,它的非均匀系数φ沿垂向存在一定规律性。通过水槽试验,分别对3种粒径泥沙颗粒探求泥沙组成的非均匀系数沿水深方向的规律。试... 详细信息

在挟沙水流中,泥沙颗粒的运动是随机的。对于不同的点,泥沙组成是不一样的,即泥沙颗粒组成具有不同均匀程度,它的非均匀系数φ沿垂向存在一定规律性。通过水槽试验,分别对3种粒径泥沙颗粒探求泥沙组成的非均匀系数沿水深方向的规律。试验表明:对于粗颗粒试验泥沙,其非均匀系数随水深的增加而增大;中、细颗粒试验泥沙,非均匀系数随水深的增加而减小,但二者的减小梯度存在差异。

关键词：颗粒粒径水深非均匀系数挟沙水流