【摘 要】
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火旋风是发生在森林和城市火灾中火焰的火羽流在周围流体环境涡量场耦合条件下所产生的组织化的剧烈燃烧现象,火旋风发生产后会对环境释放巨大的热量,并导致火势蔓延速度的增加,最终对自然环境、人类生存安全及财产带来巨大的威胁。通常情况下,火旋风是独立出现的,但少数情况下两个甚至多个独立的火旋风出现在同一空间的现象也是存在的。双火旋风与单火旋风形成的机理相同,此现象一旦发生后,两者之间还可能发生相互作用。研究
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火旋风是发生在森林和城市火灾中火焰的火羽流在周围流体环境涡量场耦合条件下所产生的组织化的剧烈燃烧现象,火旋风发生产后会对环境释放巨大的热量,并导致火势蔓延速度的增加,最终对自然环境、人类生存安全及财产带来巨大的威胁。通常情况下,火旋风是独立出现的,但少数情况下两个甚至多个独立的火旋风出现在同一空间的现象也是存在的。双火旋风与单火旋风形成的机理相同,此现象一旦发生后,两者之间还可能发生相互作用。研究准稳态下变高度双火旋风的相互作用规律,对其燃烧规律进行分析,为预测自然条件下火旋风火行为打下较为丰富的理论基础,同时使得人们认识到此类火灾的危害性。本文利用PyroSim对不同高度的双油盘所产生的火旋风现象进行双油盘火旋风、三油盘火旋风数值模拟研究,建立了对不同尺寸油盘在不同高度条件下各工况模型,利用所设置的温度、风速、涡量等切片采集数据并对火旋风燃烧热释放速率、燃料质量损失速率、火旋风高度、涡核尺寸、及涡核强度展开研究。研究表明,双盘放置高度的增加对于燃烧达到准稳态后的热释放速率、质量损失速率为抑制作用;对稳定态燃烧阶段的火焰高度为促进作用;对稳态燃烧涡核尺寸及强度为削弱作用;双盘同步增高时火旋风燃烧存在相互促进作用,继续增加油盘数量相互促进效果更佳;油盘尺寸大于0.5m,涡核尺寸与油盘尺寸之比符合反比例函数关系。
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