發(fā)布時間：2021-01-30 16:06

　　地形坡度是森林地表火蔓延的重要影響因素。構(gòu)建火蔓延模型作為主要的研究手段之一,其目標(biāo)是準(zhǔn)確預(yù)測火蔓延速率。火蔓延物理模型基于能量守恒方程,通過對火蔓延過程中燃燒、傳熱和流動機(jī)制�；�,建立偏微分方程（組）,實現(xiàn)對火蔓延速率、溫度場和熱釋放速率等參數(shù)的預(yù)測,其坡度適用范圍相對于不考慮傳熱過程的經(jīng)驗?zāi)Ｐ投�言有大幅提升。但模型預(yù)測結(jié)果與實際測量相比仍存在一定偏差,預(yù)測精度與輸入?yún)��?shù)的不確定性及范圍有關(guān)。本文對于一個典型的上坡火蔓延物理模型開展參數(shù)敏感性分析。該物理模型包含火焰輻射、自然對流冷卻和輻射熱損等傳熱機(jī)制。模型計算所需的初始條件和邊界條件,都需要輸入?yún)��?shù),這些參數(shù)可以依據(jù)不確定性來源分為三類:熱物理參數(shù)、測量參數(shù)和假設(shè)的參數(shù)。分析過程中,綜合考慮各參數(shù)的物理屬性和實驗測量值,獲得參數(shù)的計算區(qū)間,在該區(qū)間內(nèi)選擇不同數(shù)值進(jìn)行計算,計算結(jié)果用火蔓延速率的相對變化量以表征模型對該參數(shù)的敏感性。敏感性分析結(jié)果表明,引燃溫度和平均火焰溫度對模型預(yù)測結(jié)果產(chǎn)生重要影響。在不同的坡度條件下,需結(jié)合火焰燃燒特征來確定燃料有效消耗率和火焰發(fā)射率;根據(jù)火前流動方式（自然對流或強(qiáng)迫對流）選擇相應(yīng)的經(jīng)驗公式計算對... 

【文章來源】：中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)安徽省 211工程院校 985工程院校

【文章頁數(shù)】：112 頁

【學(xué)位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
符號表
第1章 緒論
    1.1 研究背景
    1.2 研究現(xiàn)狀和不足
        1.2.1 火蔓延模型回顧
        1.2.2 模型敏感性分析
        1.2.3 火蔓延加速和爆發(fā)火
    1.3 論文研究內(nèi)容與章節(jié)安排
第2章 火蔓延物理模型的敏感性分析
    2.1 引言
    2.2 火蔓延物理模型
    2.3 模型敏感性分析結(jié)果
        2.3.1 燃料有效消耗率
        2.3.2 引燃溫度
        2.3.3 火焰溫度
        2.3.4 火焰發(fā)射率
        2.3.5 火焰長度與火焰夾角
        2.3.6 對流換熱系數(shù)
    2.4 模型敏感性分析討論
    2.5 本章小結(jié)
第3章 爆發(fā)火模擬實驗
    3.1 引言
    3.2 實驗裝置和測量手段
        3.2.1 溝形火蔓延實驗臺
        3.2.2 實驗測量與觀察系統(tǒng)
    3.3 實驗工況
    3.4 實驗測量參數(shù)
        3.4.1 火蔓延速率
        3.4.2 火焰幾何尺寸
        3.4.3 質(zhì)量損失速率
        3.4.4 氣體流速
    3.5 實驗的重復(fù)性
第4章 爆發(fā)火蔓延實驗結(jié)果分析
    4.1 引言
    4.2 火蔓延速率
    4.3 火焰燃燒特征
        4.3.1 燃燒失重速率
        4.3.2 燃料床滯留時間
        4.3.3 火焰附壁
        4.3.4 火焰高度
    4.4 火焰周邊流動特征
        4.4.1 最大羽流速度
        4.4.2 正向流動范圍
    4.5 火前傳熱機(jī)制分析
        4.5.1 對流加熱作用
        4.5.2 火前熱流分布
    4.6 本章小結(jié)
第5章 爆發(fā)火的形成機(jī)理研究
    5.1 引言
    5.2 形成爆發(fā)火的臨界坡度
        5.2.1 火蔓延速率
        5.2.2 火焰深度
    5.3 火前流動分析
    5.4 火線強(qiáng)度分析
    5.5 本章小結(jié)
第6章 結(jié)論與展望
    6.1 論文總結(jié)
    6.2 主要創(chuàng)新點(diǎn)
    6.3 下一步工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
在讀期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與取得的其他研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]峽谷地形中森林地表火蔓延實驗研究[J]. 路長,朱霽平,邵占杰,周建軍.  火災(zāi)科學(xué). 2003(01)
[2]山火初始蔓延速度測算法[J]. 王正非.  山地研究. 1983(02)

博士論文
[1]上坡地表火蔓延的實驗和理論研究[D]. 謝小冬.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014
[2]外界風(fēng)和坡度條件下地表火蔓延的實驗和模型研究[D]. 武金模.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2014



本文編號：3009191