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基于FDS的商业建筑火灾温度场预测
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作者 曹妍曦 马鸿雁 王顺 《中国安全科学学报》 北大核心 2025年第8期213-218,共6页
为解决现代商业建筑火灾环境复杂、温度场预测难的问题,利用卷积神经网络(CNN)结合支持向量机(SVM)构建火灾温度场预测模型。先采用火灾动力学模拟(FDS)搭建商业建筑火灾模型,获得温度测点接收的序列数据,将温度、位置坐标和火灾持续时... 为解决现代商业建筑火灾环境复杂、温度场预测难的问题,利用卷积神经网络(CNN)结合支持向量机(SVM)构建火灾温度场预测模型。先采用火灾动力学模拟(FDS)搭建商业建筑火灾模型,获得温度测点接收的序列数据,将温度、位置坐标和火灾持续时间作为输入参数建立数据集;再引入霜冰优化算法(RIME)对CNN-SVM中的隐藏层节点数、正则化系数和学习率进行寻优,建立预测模型,并讨论模型在不同的传感器损坏率下的抗干扰能力。结果表明:该模型在温度场平面预测上表现最优,平均绝对百分比误差为5.6%,最大相对温度误差不超过25%。在3种工况下抗干扰性能最佳,极端条件下最大误差不超过15%。 展开更多
关键词 商业建筑火灾 温度场 火灾动力学模拟(fds) 卷积神经网络(CNN) 支持向量机(SVM)
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建筑火灾烟气中CO迁移规律的FDS模拟 被引量:18
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作者 赵江平 冯文兴 武来喜 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 2008年第6期16-20,共5页
以T型"侧间-走廊"典型建筑火灾为模拟对象,分析烟气在走廊中的水平和垂直流动特征,并对火源房门高低、走廊端头启闭和多房门启闭等场景使用火灾模拟软件(FDS)进行了模拟和远距离房间CO浓度的迁移规律的分析。结果表明:烟气从... 以T型"侧间-走廊"典型建筑火灾为模拟对象,分析烟气在走廊中的水平和垂直流动特征,并对火源房门高低、走廊端头启闭和多房门启闭等场景使用火灾模拟软件(FDS)进行了模拟和远距离房间CO浓度的迁移规律的分析。结果表明:烟气从火源房间经拱腹溢出在走廊中形成受限空间的顶棚射流;门檐高度决定了CO能够在走廊中的迁移量;烟气在走廊远距离封闭端头形成上部的热烟气层,中部回流层和下层的补气层;其中中部烟气回流层的高低、流速和CO浓度是影响临近非火源房间CO浓度的重要因素。走廊启闭和多房门火灾场景的模拟结果也进一步证明了CO的迁移规律。 展开更多
关键词 建筑火灾 烟气迁移 数值模拟 fds(火灾模拟软件) 走廊
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基于FDS的古建群落火灾蔓延规律数值分析 被引量:28
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作者 王雁楠 邱洪兴 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2014年第6期26-32,共7页
为探明影响木结构房屋之间火灾蔓延速度的因素,运用火灾动力学仿真软件(FDS)对木结构房屋之间的火灾蔓延过程进行三维数值模拟,得到房屋间距、风速、空气温度和木材含水率对火灾蔓延速度的影响,并给出不同影响因素下火灾的热释放速率、... 为探明影响木结构房屋之间火灾蔓延速度的因素,运用火灾动力学仿真软件(FDS)对木结构房屋之间的火灾蔓延过程进行三维数值模拟,得到房屋间距、风速、空气温度和木材含水率对火灾蔓延速度的影响,并给出不同影响因素下火灾的热释放速率、测点平均温度、平均升温速率等模拟结果。根据数值计算结果,得出不同的风速和房屋间距下平均升温速率的计算公式。研究表明,房屋间距和风速是影响火灾蔓延速度的2个主要因素,在防火设计中应重点考虑。 展开更多
关键词 古建群落 火灾 蔓延规律 火灾动力学仿真软件(fds) 数值模拟
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基于FDS和元胞自动机动态耦合的火灾疏散模型 被引量:10
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作者 李超 李宇飞 +1 位作者 霍非舟 张钦钦 《计算机应用研究》 CSCD 北大核心 2022年第9期2768-2772,共5页
为研究火灾场景下温度、烟气和CO浓度等灾害因子对疏散的影响,建立基于FDS和元胞自动机动态耦合的火灾疏散模型。将FDS的网格和元胞自动机的元胞一一对应,将由FDS运行得到的灾害数据通过Python等技术手段实时加载到元胞中,使灾害数据持... 为研究火灾场景下温度、烟气和CO浓度等灾害因子对疏散的影响,建立基于FDS和元胞自动机动态耦合的火灾疏散模型。将FDS的网格和元胞自动机的元胞一一对应,将由FDS运行得到的灾害数据通过Python等技术手段实时加载到元胞中,使灾害数据持续影响行人转移概率,从而实现灾害和疏散的动态耦合。以单层教学楼作为仿真场景进行模拟分析,对火源位置和热释放速率等因素进行讨论,得出这些因素对行人疏散进程的影响规律;将模型与传统软件和同类方案进行对比。研究表明,火灾导致的高温和烟气会影响行人对疏散路径和安全出口的选择;热释放速率越大,行人越早处于危险状态,同时处于危险状态的行人也越多。该模型相比传统疏散软件不仅能考虑火灾产生的致灾因子对行人疏散的动态影响,还能确定行人最早处于危险状态的位置和时间,并用可视化的方式表现出来。 展开更多
关键词 火灾疏散 fds 元胞自动机 动态耦合 仿真模拟
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基于FDS的飞机客舱火灾数值模拟计算域优化 被引量:1
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作者 伍毅 赵羽蝶 +1 位作者 陈莹隆 李梦令 《科学技术与工程》 北大核心 2024年第34期14871-14877,共7页
为了提高飞机客舱火灾数值模拟的精确度,采用火灾动力学三维模拟软件(fire dynamic simulation, FDS)建立全尺寸A320客舱火灾模型,分析了可燃物热解导致的计算域变化对温度特征的影响,通过引入相关性分析方法重点研究了不同计算区域条... 为了提高飞机客舱火灾数值模拟的精确度,采用火灾动力学三维模拟软件(fire dynamic simulation, FDS)建立全尺寸A320客舱火灾模型,分析了可燃物热解导致的计算域变化对温度特征的影响,通过引入相关性分析方法重点研究了不同计算区域条件下飞机客舱内部热流场变化情况。结果表明,考虑燃烧过程中可燃物的热解变化会增加客舱热释放速率和改变温度场,最大差值可达328℃。计算区域延展尺寸大小将影响到飞机客舱内部的热流场计算,当计算区域扩展到2 m时,客舱温度场和火源处温度场的相关性值分别增大至0.975 0和0.964 2,为了在保证数值模拟计算精度的前提下尽量减少计算时间,建议将计算区域向外延展2 m。 展开更多
关键词 飞机客舱火灾 数值模拟 计算区域 相关性分析 fds
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基于FDS的风扇舱双油池火温度变化特征
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作者 程关兵 叶豪辉 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期133-139,共7页
航空发动机燃油泄漏形成的油池火威胁发动机运行和飞机安全,为描述风扇舱内油池火复杂的物理传播过程,开展双油池火温度变化特征的研究。首先,基于火灾动力学模拟软件(FDS)建立CFM56-7B发动机风扇舱物理计算模型;然后,比较Trent 800发... 航空发动机燃油泄漏形成的油池火威胁发动机运行和飞机安全,为描述风扇舱内油池火复杂的物理传播过程,开展双油池火温度变化特征的研究。首先,基于火灾动力学模拟软件(FDS)建立CFM56-7B发动机风扇舱物理计算模型;然后,比较Trent 800发动机风扇舱单油池火温度计算值与试验值,验证网格独立性;最后,借助探测器和切片分析舱内双油池火的发展过程和温度变化特征。结果表明:双油池火温度在舱内环向上经历增加和振荡准稳态2个变化阶段,其变化幅度与探测器和油池的间距相关;油池火向左偏斜现象导致左半边温度较高;火焰在轴向上经历火羽流上浮、火焰开始融合、融合扩大和完全融合等阶段。 展开更多
关键词 火灾动力学模拟(fds) 风扇舱 双油池火 温度变化特征 发动机
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基于FDS的地下空间增强体验式火灾逃生VR系统 被引量:20
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作者 石来 陈超 +1 位作者 李晓军 毛士荣 《中国安全科学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期70-75,共6页
为增强虚拟现实(VR)技术在地下空间火灾逃生训练中的应用,从仿真和硬件设计2方面展开研究,开发配备基于火灾动态模拟(FDS)热感单元的逃生VR系统。通过PyroSim软件模拟地下空间火灾过程,并将模拟结果作为系统数据来源;通过Unity二次开发... 为增强虚拟现实(VR)技术在地下空间火灾逃生训练中的应用,从仿真和硬件设计2方面展开研究,开发配备基于火灾动态模拟(FDS)热感单元的逃生VR系统。通过PyroSim软件模拟地下空间火灾过程,并将模拟结果作为系统数据来源;通过Unity二次开发,创建增加热感单元的场景交互火灾逃生视景,以模拟火灾现场高温环境,真实展现火灾场景。试验人员通过系统可充分体验真实的火灾烟气和高温情况,从视觉和热感2方面感受火灾环境。结果表明:精细的火焰和烟气视景模拟以及外部热感单元会对试验人员产生较大刺激感,影响其对逃生路线的选择;试验人员均在70 s内完成逃生,达到逃生训练目标。 展开更多
关键词 地下空间 火灾逃生 虚拟现实(VR) 火灾动态模拟(fds) 增强体验
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基于FDS的管廊电缆火灾动态风险评估研究 被引量:4
8
作者 苏峰 张钧 +5 位作者 朱晓平 刘坤琦 白一平 韩宇泽 张琛 吴建松 《中国安全生产科学技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期77-83,共7页
为解决管廊或管沟内的电缆敷设密度较大,发生火灾极易形成电力系统的连锁事故等问题,采用FDS仿真软件,综合考虑传感器、喷淋系统、通风系统和防火门等安全屏障不同响应情况构建管廊电缆火灾动态风险评估模型,并应用Arrhenius公式将数值... 为解决管廊或管沟内的电缆敷设密度较大,发生火灾极易形成电力系统的连锁事故等问题,采用FDS仿真软件,综合考虑传感器、喷淋系统、通风系统和防火门等安全屏障不同响应情况构建管廊电缆火灾动态风险评估模型,并应用Arrhenius公式将数值仿真结果指标映射为电缆火灾风险值,进而绘制时变的电缆火灾风险曲线,探究火灾情景下管廊电缆风险动态评估及应急决策优化方案。研究结果表明:喷淋系统是管廊电缆火灾风险的最关键影响因素,喷淋系统的安装位置以及动作状态在很大程度上影响管廊电缆火灾风险。研究结果可为地下管廊电缆线路典型事故的预防、处理和恢复提供应用价值。 展开更多
关键词 电缆火灾 动态风险评估 火灾模拟 风险量化 fds
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Simulation logging experiment and interpretation model of array production logging measurements in a horizontal well 被引量:1
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作者 Song Hong-Wei Guo Hai-Min +1 位作者 Shi Xin-Lei Shi Hang-Yu 《Applied Geophysics》 SCIE CSCD 2021年第2期171-184,272,273,共16页
The distributions of local velocity and local phase holdup along the radial direction of pipes are complicated because of gravity differentiation,and the distribution of fluid velocity fi eld changes along the gravity... The distributions of local velocity and local phase holdup along the radial direction of pipes are complicated because of gravity differentiation,and the distribution of fluid velocity fi eld changes along the gravity direction in horizontal wells.Therefore,measuring the mixture flow and water holdup is difficult,resulting in poor interpretation accuracy of the production logging output profile.In this paper,oil–water two-phase flow dynamic simulation logging experiments in horizontal oil–water two-phase fl ow simulation wells were conducted using the Multiple Array Production Suite,which comprises a capacitance array tool(CAT)and a spinner array tool(SAT),and then the response characteristics of SAT and CAT in diff erent fl ow rates and water cut production conditions were studied.According to the response characteristics of CAT in diff erent water holdup ranges,interpolation imaging along the wellbore section determines the water holdup distribution,and then,the oil–water two-phase velocity fi eld in the fl ow section was reconstructed on the basis of the fl ow section water holdup distribution and the logging value of SAT and combined with the rheological equation of viscous fl uid,and the calculation method of the oil–water partial phase fl ow rate in the fl ow section was proposed.This new approach was applied in the experiment data calculations,and the results are basically consistent with the experimental data.The total fl ow rate and water holdup from the calculation are in agreement with the set values in the experiment,suggesting that the method has high accuracy. 展开更多
关键词 horizontal well oil–water two-phase array production logging tool interpretation model dynamic simulation logging experiment
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基于FDS的核电厂主控室操纵员撤离的火灾数值模拟研究 被引量:5
10
作者 史强 宋维 +3 位作者 左嘉旭 王昆鹏 张春明 柴建设 《安全与环境工程》 CAS 2015年第6期120-124,共5页
核电厂主控室一旦发生火灾,可能会危及操纵员安全,从而影响对核电厂运行和安全停堆的控制,引起堆芯损伤的潜在风险。利用FDS火灾动力学软件建立核电厂主控室火灾发生发展的模型,通过设定不同的火灾情境,分析主控室火灾场景中关键参数随... 核电厂主控室一旦发生火灾,可能会危及操纵员安全,从而影响对核电厂运行和安全停堆的控制,引起堆芯损伤的潜在风险。利用FDS火灾动力学软件建立核电厂主控室火灾发生发展的模型,通过设定不同的火灾情境,分析主控室火灾场景中关键参数随时间的变化,并计算得出主控室关键火源的热释放速率和操纵员及时撤离主控室的时间,从而验证了FDS软件在核电厂火灾应用方面的可行性和优势。 展开更多
关键词 核电厂主控室 火灾 fds 操纵员撤离
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基于正交试验和FDS的狭小面积高空间火灾烟气扩散规律研究 被引量:1
11
作者 邵芳琦 郭炜辰 +1 位作者 李艺群 叶蔚 《安全》 2024年第11期45-51,共7页
为提高狭小面积高空间场所的排烟效率,采用正交试验和火灾动力学模拟工具(FDS),对49组工况下的狭小面积高空间场所进行火灾模拟,研究其火灾危险性和烟气扩散规律。结果表明:场所面积和火源位置是影响火灾危险性的主要因素;烟气高度评价... 为提高狭小面积高空间场所的排烟效率,采用正交试验和火灾动力学模拟工具(FDS),对49组工况下的狭小面积高空间场所进行火灾模拟,研究其火灾危险性和烟气扩散规律。结果表明:场所面积和火源位置是影响火灾危险性的主要因素;烟气高度评价指标在评估火灾风险性时更敏感,应优先考虑;在相同时间下,场所面积为50 m^(2)的烟气高度明显低于200 m^(2);在进行狭小面积高空间场所的烟气扩散规律研究时,需综合考虑场所的功能和可燃物情况等因素。研究结果可为类似场所排烟系统优化设计提供参考。 展开更多
关键词 狭小面积高空间 烟气扩散规律 正交试验 火灾动力学模拟工具(fds)
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基于FDS的防火间距对工业建筑间火灾蔓延的影响分析
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作者 关忠慧 李丽 刘新 《吉林建筑大学学报》 2018年第1期39-42,共4页
本文利用火灾动力学模拟软件(FDS)数值模拟了不同防火间距对工业建筑间火灾蔓延的影响,在此基础上,对比分析了烟气温度、热辐射和能见度等火灾参数的变化,得出了防火间距对火灾蔓延的影响规律,为工业建筑间的安全防火间距设计提供参考依据.
关键词 火灾动力学模拟(fds) 防火间距 工业建筑 火灾蔓延
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基于FDS的外窗形式对建筑外立面火灾蔓延影响的模拟
13
作者 韩煜 高天宝 《吉林建筑大学学报》 2017年第3期72-76,共5页
为探讨火灾时建筑外窗形式对火灾蔓延的影响,本文以某可发性聚苯乙烯(EPS)外墙7层住宅建筑为对象,借助火灾动力学模拟软件(FDS),模拟了火灾时普通窗和飘窗等两种外窗形式的温度、CO浓度和蔓延速度,对比分析表明,与普通窗相比,飘窗对建... 为探讨火灾时建筑外窗形式对火灾蔓延的影响,本文以某可发性聚苯乙烯(EPS)外墙7层住宅建筑为对象,借助火灾动力学模拟软件(FDS),模拟了火灾时普通窗和飘窗等两种外窗形式的温度、CO浓度和蔓延速度,对比分析表明,与普通窗相比,飘窗对建筑外立面火灾蔓延有一定的阻碍作用,但有其局限性. 展开更多
关键词 可发性聚苯乙烯(EPS) 住宅建筑 火灾蔓延 火灾动力学模拟软件(fds)
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基于FDS的船舶货物转运通道火灾模拟研究 被引量:3
14
作者 付云鹏 李艇 《船舶》 2017年第5期28-32,共5页
为明确船舶货物转运通道内火灾的蔓延特性,利用FDS(Fire Dynamic Simulator)火灾模拟软件建立某船货物转运通道数值仿真模型并进行模拟仿真。根据仿真结果分析该通道内发生火灾时烟气的扩散情况,研究该区域温度及能见度的变化规律,获得... 为明确船舶货物转运通道内火灾的蔓延特性,利用FDS(Fire Dynamic Simulator)火灾模拟软件建立某船货物转运通道数值仿真模型并进行模拟仿真。根据仿真结果分析该通道内发生火灾时烟气的扩散情况,研究该区域温度及能见度的变化规律,获得通道内温度及能见度超出人员承受范围的时间。研究结果可为船舶发生火灾后人员疏散策略及消防预案的制定提供指导和理论依据。 展开更多
关键词 船舶 转运通道 fds软件 火灾模拟
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基于FDS的中庭式教学楼火灾数值模拟 被引量:3
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作者 杨倩 杨瑞霞 徐小峰 《安全》 2022年第4期10-17,共8页
中庭式教学楼由于其结构特点和特殊性质,一旦发生火灾,可能造成较大人员伤亡和财产损失。根据火灾烟气理论,分别选取不同火源位置、火源功率和自然排烟口状态的4种火灾场景,运用FDS软件对中庭式教学楼底层火灾烟气的温度、能见度和CO_(2... 中庭式教学楼由于其结构特点和特殊性质,一旦发生火灾,可能造成较大人员伤亡和财产损失。根据火灾烟气理论,分别选取不同火源位置、火源功率和自然排烟口状态的4种火灾场景,运用FDS软件对中庭式教学楼底层火灾烟气的温度、能见度和CO_(2)体积分数进行数值模拟实验。通过对比分析各参数随时间变化的规律,研究火灾烟气对人员疏散的影响。研究结果表明:火源位于中庭旁边电梯前的走廊处时,在44.2s达到危险状态;火源位于一层监控保卫室内时,在56.1s达到危险状态;自然排烟口全部关闭时,在49.8s达到危险状态。中庭式教学楼小范围火灾中,火源位置是影响最大的变量,最先达到危险状态的因素是能见度。该研究可为高校中庭式教学楼的消防管理提供参考。 展开更多
关键词 数值模拟 中庭式教学楼 烟气蔓延 fds
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基于PSD-FDS的内蒙古电网中长期动态仿真分析
16
作者 武海燕 张爱军 +4 位作者 邢华栋 刘石川 王立强 雷轲 郭裕 《内蒙古电力技术》 2020年第4期37-42,共6页
基于全过程动态仿真软件PSD-FDS,在内蒙古电网仿真数据中加入典型中长期模型,即火电厂锅炉及其调速器模型、发电机过励磁限制器(OEL)和有载调压变压器(OLTC)模型,分析其对系统稳定性的影响。仿真结果显示,加入锅炉及其调速器模型后,机... 基于全过程动态仿真软件PSD-FDS,在内蒙古电网仿真数据中加入典型中长期模型,即火电厂锅炉及其调速器模型、发电机过励磁限制器(OEL)和有载调压变压器(OLTC)模型,分析其对系统稳定性的影响。仿真结果显示,加入锅炉及其调速器模型后,机组的机械输出功率跟随系统需求的能力减弱,更好地模拟了火力发电机组的出力特性;OEL正确动作虽达到了保护发电机的目的,但却使相关节点电压明显跌落;加入OLTC后,负荷侧端电压得到提高,但在无功功率储备较不充裕的区域,分接头动作会加重系统无功缺额。对此提出提高过励恢复系数及锅炉汽包存储时间常数、合理设置有载调压变压器参考电压、加装无功补偿装置等提高电网中长期电压稳定性的措施。 展开更多
关键词 内蒙古电网 中长期模型 锅炉 过励磁限制器 有载调压变压器 动态仿真 PSD-fds软件
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Evaluation of Thermal Effect of PCM Wallboards by Coupling Simplified Phase Change Model with Design Tool
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作者 Alain Guiavarch Denis Bruneau Bruno Peuportier 《Journal of Building Construction and Planning Research》 2014年第1期12-29,共18页
A simplified PCM wallboard model is coupled to an existing design-oriented model of multi-zone buildings. Using a reference model and a basic simulation configuration, the accuracy of the resulting PCM wallboard-build... A simplified PCM wallboard model is coupled to an existing design-oriented model of multi-zone buildings. Using a reference model and a basic simulation configuration, the accuracy of the resulting PCM wallboard-building thermal design tool is evaluated. A new performance indicator, called PCM utilization factor, is then proposed in order to estimate the thermal efficiency of using PCM wallboards in buildings. Using this PCM Utilization factor and a degrees-hours indicator, the ability of the PCM wallboard-building thermal design tool to evaluate the effect of PCM wallboards on heating loads and summer thermal comfort in the early design phase of a project is examined in two real case studies: a family house project and an existing office building. The user-friendliness of this design tool, and the short calculation times it leads to when performing a year-long simulation using a standard office computer, make it a well-adapted tool for sensibility studies or multi-criterion optimization for buildings that contain PCM wallboards. 展开更多
关键词 PHASE CHANGE Material WALLBOARD Thermal Model Dynamic simulation SUMMER COMFORT Design toolS
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Influence of tool deflection on micro channel pattern of 6:4 brass with rectangular tool 被引量:1
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作者 Tae-Jin JE Kang-Won LEE +4 位作者 Sang-Cheon PARK Jae-Gu KIM Doo-Sun CHOI Kyoung-Taik PARK Kyung-Hyun WHANG 《中国有色金属学会会刊:英文版》 CSCD 2009年第B09期164-170,共7页
Machining experiment of micro channel structure with 6:4 brass was carried out by shaping process using a single crystal diamond tool. FEM simulation using solid cantilever beam model was analyzed. In result of experi... Machining experiment of micro channel structure with 6:4 brass was carried out by shaping process using a single crystal diamond tool. FEM simulation using solid cantilever beam model was analyzed. In result of experiment, tool deflection is observed as machining characteristics through result of experiments such as surface roughness, cutting force and burr formations. And the influence of tool deflection is experimentally proved. 展开更多
关键词 金刚石工具 挠度 通道模式 黄铜 矩形 实验证明 加工特性 有限元模拟
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The Analysis of Human Behaviour and Evacuation in a Fire Situation in a Building for Higher Education
19
作者 Dan Diaconu-Şotropa 《Journal of Civil Engineering and Architecture》 2024年第2期86-91,共6页
The paper presents the analysis of a human evacuation from a higher education building located in Iassy,Romania,by means of engineering techniques to approach fire safety.Because in Romania(as in other European countr... The paper presents the analysis of a human evacuation from a higher education building located in Iassy,Romania,by means of engineering techniques to approach fire safety.Because in Romania(as in other European countries)fire safety design of buildings is prescriptive and not performance-based,a fire safety engineering approach arouse great interest in many countries such as the U.S.A.,Australia,New Zealand,England,Sweden,Finland,etc.This paper is based on the assumption of starting a fire in the space of a hall for festivities,located on the ground floor of the building,near two human evacuation routes;We consider two building evacuation scenarios:two exits and,respectively,just one exit(assuming that the second would be accidentally blocked). 展开更多
关键词 CFD(computational fluid dynamics) fds(fire dynamics simulator) fire safety engineering SMOKE human behaviour fire simulation educational building
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超声振动辅助切削高硅铝合金的微观加工机制
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作者 林洁琼 耿青 +2 位作者 谷岩 康洺硕 王拓 《复合材料学报》 北大核心 2025年第8期4761-4778,共18页
高硅铝合金(Al-30wt%Si)具有较好的物理和化学性质,但由于内部增强相硅颗粒的存在,导致材料加工困难。超声振动辅助切削对改善高硅铝合金材料的可加工性有明显优势,但加工过程中的微观机制仍需研究。采用分子动力学方法分别进行常规切... 高硅铝合金(Al-30wt%Si)具有较好的物理和化学性质,但由于内部增强相硅颗粒的存在,导致材料加工困难。超声振动辅助切削对改善高硅铝合金材料的可加工性有明显优势,但加工过程中的微观机制仍需研究。采用分子动力学方法分别进行常规切削和超声振动辅助切削高硅铝合金模拟,通过对切削力、温度、应力分布、相变、位错分析,探究表面形成过程和亚表面损伤机制;并通过对金刚石结构识别、刀具形变状态、径向分布函数的分析,进行刀具磨损研究。切削速度与切削力、温度、晶体相变密切相关,超声振动辅助切削可以有效降低切削力和应力,但其温度和晶体相变比例会有所增加;切削深度显著影响切削力、表面形貌及亚表面损伤,超声振动辅助切削改变了应力大小和位错分布,对提高表面质量、减少亚表面损伤有积极意义。该研究阐述了纳米切削过程中加工参数和力学性能的关系,对切削高硅铝合金的微观损伤机制进行分析,从而为超精密切削难加工材料的切削机制研究提供了微观层面的参考。 展开更多
关键词 分子动力学模拟 超声振动辅助切削 高硅铝合金 应力 晶体相变 刀具磨损
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