水平挑檐限制边界条件下建筑外立面开口火溢流的卷吸机制与特征参数分布规律研究

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项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51706212
  • 项目类别：
    青年科学基金项目
  • 资助金额：
    25.0万
  • 负责人：
    陆凯华
  • 依托单位：
    中国地质大学（武汉）
  • 学科分类：
    E0604.燃烧学
  • 结题年份：
    2020
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2020-12-31

项目摘要

Under the constraint condition of horizontal eaves, the physical behavior of spilled fire plume from an opening of the building facade would be different from that of a free boundary condition, therefore the existing theoretical model of spilled fire plume is no longer applicable. Theoretical analysis, experimental research and numerical simulation method will be carried out in this project, to investigate the entrainment mechanism and characteristic parameter evolutions of spilled fire plume under horizontal eave constraint conditions:.(1) The entrainment behavior of spilled fire plume under horizontal eave constraint conditions will be investigated. The correlation model of the entrainment behavior with the horizontal eave characteristics will be built up. The critical horizontal eave size where the upward flame spread is completely obstructed will be discovered..(2) Theoretical model of the flame height and thermal characteristic parameter evolutions of spilled fire plume (e.g. temperature profile and heat flux distribution) with horizontal eave constraints will be proposed..The study on the entrainment mechanism and characteristic parameter evolutions of spilled fire plume of a building facade under horizontal eave constraint conditions would be helpful to discover the effect of horizontal eave on vertical fire spread obstructions. This project is an important supplement in current theoretical model of spilled fire plume, which would provide significant theoretical basis and valuable references for practical applications.
在水平挑檐限制边界条件下，建筑外立面开口火溢流物理行为不同于自由边界条件，现有开口火溢流经典理论模型不再适用。本项目拟采用理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法，揭示水平挑檐限制边界条件下建筑外立面开口火溢流的卷吸机制与特征参数分布规律：.（1）.揭示水平挑檐对开口火溢流卷吸行为的影响机制，建立水平挑檐限制边界条件下，挑檐下方火焰水平扩展形态参数表征模型，揭示能够完全阻隔火焰向上蔓延的挑檐临界尺寸。.（2）.建立水平挑檐限制边界条件下，开口火溢流的火焰高度与热物理特征参数（温度、热流密度）演化规律的理论模型。.研究水平挑檐限制边界条件下开口火溢流动力学行为特征，有助于更深入揭示水平挑檐对建筑外立面开口火溢流的阻隔作用机制，弥补现有开口火溢流经典理论的不足，具有重要的理论意义和工程参考价值。

结项摘要

在水平挑檐限制边界条件下，建筑外立面开口火溢流物理行为不同于自由边界条件，现有开口火溢流经典理论模型不再适用。本项目的研究目标是采用理论分析、实验研究和数值模拟相结合的方法，揭示水平挑檐限制边界条件对开口火溢流卷吸行为的影响机制，并建立水平挑檐限制边界条件下开口火溢流的火焰形态与特征参数演化规律表征模型。.本项目执行三年以来，已圆满完成了既定研究目标，取得了以下的重要成果：（1）明确了水平挑檐限制边界条件下开口火溢流的第一阶段，火焰在挑檐下方的扩展行为与卷吸特性，并获得了挑檐下方径向、横向温度分布模型。这一阶段中，由于挑檐长度较长，溢流火焰将不会向上继续蔓延。建立了溢流火焰扩展的半圆模型，推导获得了临界挑檐长度。（2）阐释了当挑檐长度不足临界长度时，溢流火焰发展的三个不同阶段，获得了第三阶段中火焰溢出挑檐端部后的火焰高度，基于火焰体积分数概念，建立了火焰高度与热释放速率、挑檐长度、挑檐高度、通风因子的隐式表征模型。（3）采集获得了水平挑檐限制边界条件下开口火溢流的温度、热流密度分布规律，分别揭示了挑檐长度和挑檐高度对开口火溢流的温度的影响效应，基于火焰高度实验结果修正了外立面竖向热流密度表征模型。此外，本项目开展了一定的延伸性研究，包括（1）变开口高度条件下的开口火溢流行为；（2）空气幕射流条件下的开口火溢流行为；（3）地铁站空气幕阻烟效果研究；（4）高层建筑形成的街道峡谷中，不同火源位置条件和纵向风速条件下的烟气回卷行为；（5）开放空间随机风环境下大型油池火羽流行为特性。.该项目的科学意义在于，揭示了水平挑檐对建筑外立面开口火溢流的阻隔作用机制，这是对现有不同边界腔室火灾动力学研究的重要补充，为现行的建筑设计防火规范的修订提供了重要的理论支撑，项目成果对于高层火灾防火设计、火灾探测及灭火技术等也提供了相关数据支持，具有一定的工程参考价值。

项目成果

期刊论文数量（13）
专著数量（1）
科研奖励数量（7）
会议论文数量（6）
专利数量（0）
Influence of the water spray flow rate and angle on the critical velocity in tunnels with longitudinal ventilation
纵向通风隧道喷水流量和角度对临界流速的影响
  • DOI：
    10.1016/j.energy.2019.116466
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Energy
  • 影响因子：
    9
  • 作者：
    Wang Jie;Wei Yinqiu;Xie Zhicheng;Jiang Xuepeng;Zhang Hongjie;Lu Kaihua
  • 通讯作者：
    Lu Kaihua
Experimental investigation on the temperature profile of large scale RP-5 aviation kerosene pool fire in an open space
开放空间大型RP-5航空煤油池火灾温度剖面实验研究
  • DOI：
    10.1016/j.fuel.2019.116852
  • 发表时间：
    2020
  • 期刊：
    Fuel
  • 影响因子：
    7.4
  • 作者：
    Yang Tao;Kaihua Lu;Xiangfeng Chen;Shaohua Mao;Yanming Ding;Yunsheng Zhao
  • 通讯作者：
    Yunsheng Zhao
Simulation on smoke re-circulation transition in an urban street canyon for different fire source locations with cross wind
城市街道峡谷不同火源位置侧风烟气再循环过渡模拟
  • DOI：
    10.1016/j.ssci.2020.104716
  • 发表时间：
    2020-07
  • 期刊：
    Safety Science
  • 影响因子：
    6.1
  • 作者：
    Wang Zhiliang;Lu Kaihua;Feng Lei;Tao Yang;Wang Jie;Ding Yanming;Shi Congling
  • 通讯作者：
    Shi Congling
Modeling and analysis of bench-scale pyrolysis of lignocellulosic biomass based on merge thickness
基于合并厚度的木质纤维素生物质小规模热解建模与分析
  • DOI：
    10.1016/j.biortech.2018.07.134
  • 发表时间：
    2018-11-01
  • 期刊：
    BIORESOURCE TECHNOLOGY
  • 影响因子：
    11.4
  • 作者：
    Ding, Yanming;Zhou, Ru;Lu, Shouxiang
  • 通讯作者：
    Lu, Shouxiang
Experimental investigation on the temperature decay beneath a horizontal projection of spilled plumes from a compartment window
隔间窗户溢出羽流水平投影下温度衰减的实验研究
  • DOI：
    10.1016/j.ijthermalsci.2020.106409
  • 发表时间：
    2020-08
  • 期刊：
    International Journal of Thermal Sciences
  • 影响因子：
    4.5
  • 作者：
    Y. Tao;K.H. Lu;Z.L. Wang;Y.M. Ding;J. Wang;S.H. Mao
  • 通讯作者：
    S.H. Mao

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其他文献

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  • 发表时间：
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    李正华
斜坡受限下燃烧室内及开口外部溢流的温度场分布特性实验研究
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  • 作者：
    唐飞;胡隆华*;朱伟;陆凯华;敖大成
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    敖大成
汉语上下位关系分类数据集构建和基准方法比较
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    2020
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  • 作者：
    陆凯华;李正华;张民
  • 通讯作者：
    张民

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课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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