室内火灾与喷淋模拟分析

现代社会随着经济的高速发展，人类面临的火灾现象呈现出复杂化和多样化的趋势，火灾的发生已从地面（森林火灾等）发展到地下（地铁、地下商场火灾等），从固定环境（建筑火灾等）发展到移动环境

（如交通工具火灾等），而火灾事故的发生频数和直接损失也不断上升。在众多火灾中，那些受限空间内的火灾造成的人员伤亡和经济损失极为重大，如建筑，地铁和船舶火灾等，这类火灾直接发生在人类社会最主要的活动场所，它对人类生命和财产的危害最大。

火灾是一种很复杂的物理化学过程，它包含着湍流流动及混合、传热和传质、热解和各种化学反应等分过程，也包含着这些分过程的相互作用。人们研究火灾的主要目的在于揭示火灾发生、发展的规律，既

要定性研究烟气运动的规律，也要定量研究火灾及烟气的浓度、速度、温度等的空间分布及其随时间的变化规律，以便对受限空间的防火设计及火灾的评估、预防、扑灭及人员逃生提供定性或定量的理论和试验依据。

目前对各种受限空间火灾的研究方法主要包括两个大的方面，一是利用实物或相似模型进行试验研究；二是利用计算机建模数值模拟研究。大家知道实物或模型试验研究受到费用、设备、环境等多方面因

素的影响，且同一实物试验是不可重复的一次性试验。因此，近年来随着计算机速度性能的不断提高，越来越多的火灾研究者利用计算机建模对火灾进行数值模拟研究，它弥补了前一种方法的很多缺点。

为简化计算，在对火灾模拟的过程中，可不考虑火灾中可燃物的实际燃烧过程，只考虑可燃物燃烧的两个主要特性（即燃烧发出热量和放出烟气）对发生火灾的受限空间的影响。这样就可以按照火源的主要特征（放热和放烟）对火源进行简化，即将燃烧过程的发热特性简化成具有相同放热速率的热源，烟气特性简化成有一定质量流的烟气羽流。

受限空间内的高温气流流动是在气流浮升力作用下的湍流流动，湍流流动的模型有很多，其中k −ε 双方程模型是流动粘性系数模型中应用最广泛和最成功的一种模型，采用Boussinesq 假设，在动量方程和湍流模型中引入浮力项以模拟浮力的影响。

喷淋前室内火灾温度场与烟气浓度场

喷淋后室内火灾温度场和烟气浓度场