大涡模拟揭示火灾竖井内火羽流与自然对流的区别

本文主要探讨了"典型竖井内火羽流与自然对流的比较"这一主题，发表于2004年的清华大学学报（自然科学版）第44卷第11期。研究者曹连雨和郭印诚利用大涡模拟方法对火灾过程中竖井内的流动特性进行了深入的数值模拟。他们选取火羽流和自然对流作为研究对象，旨在通过这种先进的数值模拟技术来更好地理解火灾过程的本质特征。 在研究中，作者强调了网格滤波截断的亚格子湍能对于整个流场的影响，发现这种能量远小于流场总能量，这有力地证明了大涡模拟方法在处理这类复杂流体动力学问题上的有效性。他们的计算结果与先前实验数据的对比显示出良好的一致性，这表明模拟结果具有较高的可信度。 进一步的分析揭示了火灾状态下的竖井内流动与自然对流在表面上的相似性，如都存在涡旋形成和热扩散，但火灾情况下，流场的湍流强度显著增强，涡团数量增多，且整体温度明显升高。这表明火灾不仅改变了流体的流动模式，还增加了其热力学效应。 研究还特别关注了竖井开口形式对内部流型的影响，不同的开口设计可能导致流体流动的不同动态行为，这对火灾蔓延和疏散策略的设计具有实际意义。这篇论文提供了关于火灾环境下竖井内流动特性的深入认识，对于火灾预防、应急响应以及建筑设计中的消防安全考虑具有重要的理论价值。 关键词包括：火羽流、自然对流、竖井、亚格子湍能。该研究的中图分类号为X928.7，文献标识码为A，文章编号为1000-0054(2004)11-1513-04，反映了其在火灾科学领域的重要地位和学术影响力。