FDS充气膜结构火灾烟气运动特性研究+代码(4)
1.1.3 研究的目的及意义
在现如今的建筑火灾中，烟气已成为了一个重要因素引起了人们的重视。通过了解火灾中烟气的产生、发展和特征规律，这对于研究和控制火灾烟气的发展以及对防排烟系统的设计具有重要的意义。鉴于普通建筑火灾与充气膜结构大空间建筑火灾有着很大的差异，传统的“处方式”防火规范已不一定适用于充气膜大空间的防火设计，怎样有效的防治充气膜结构建筑火灾和控制火灾烟气的蔓延，以减少火灾对人的生命和财产造成的损害，是当前火灾科学研究工作者面临的一个新的挑战。
因此，对充气膜结构建筑火灾烟气的蔓延规律进行研究，对于可靠预测火灾并进一步制定出火灾扑救预案、减少火灾中人员的伤亡具有十分重要的现实意义，并且有助于提高大空间火灾防治的主动性和针对性，对日后发展和完善我国的性能化防火设计也有一定的参考作用。
1.2 国内外研究现状
1.3 本文研究内容和方法
本文主要围绕充气膜结构大空间建筑进行FDS建模分析，同时评估其防火设计，并总结出充气膜结构大空间建筑的火灾蔓延特性以及规律性。本次主要从以下四部分进行分析。
（1）了解总结充气膜结构的特点，并对其火灾烟气蔓延规律进行探究。通过图书馆藏及电子数据库，包括中国期刊网、文普全文数据库以及EI检索数据库等查阅国内外文献资料通过国内过的研究现状，掌握现阶段该类建筑结构的火灾模拟方法，并根据实际选择适合的研究方案。
（2）通过充气膜结构火灾烟气运动的基本理论方法，对选择的研究方案涉及到的燃烧模型等进行学习推导，为后续的FDS火灾模拟工作打下基础。
（3）论文总共设置了四种不相同的火灾场景，重点研究在充气膜建筑中心、中心到边界的1/2处、风机处以及门口处的高温烟气的分布和能见度的分布情况，从而分析得出各个火灾场景火灾危险时间。
（4）从四个火灾场景的相对压强、CO浓度和能见度三方面进行分析和比较最终结果，探求该类结构火灾发展及蔓延的规律，研究烟气蔓延与各火灾特性指标之间的关系。提出合理的充气膜结构火灾烟气控制技术。
第2章 充气膜结构火灾烟气运动的基本理论方法
2.1 大空间火灾烟气的基础理论和方法
2.1.1 基本方程组
FDS 的原理是火灾场的仿真计算，模拟是主要求解过程中的状态参数空间及其随着时间变化的模拟方式。场是指状态参数，例如温度、各组分浓度等空间及其随时间变化的模拟方式。FDS 计算求解的基本控制方程主要包括以下几个:
质量守恒方程
∂ρ/∂t+∇ρu ̇=0 （2.1）
式（2.1）中，ρ为密度，kg/m^3；u ̇为速度矢量，m/s；t为时间,s。
组分守恒方程：
∂/∂t (ρY_i )+∇(ρY_i u ̇ )=∇(ρD_i ∇Y_i )+(m_i ) ̇^''' （2.2）
式（2.2）中，Y_i为第i种组分的质量分数；D_i为第i种组分的扩散系数，m^2/s；(m_i ) ̇^'''为单位体积内第i种组分的质量生成率，kg/(m^3 s)。
动量守恒方程
ρ[(∂u ̇)/∂t+(u ̇∇) u ̇ ]+∇p=ρg+f+∇τ （2.3）
式（2.3）中，p为压力，Pa；g为重力加速度，m/s^2；f为作用于流体上的外力，N；τ为粘性力张量，N。
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