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基于PyroSim和Pathfinder的某散货船机舱火灾模拟及安全疏散研究
| 论文题名： | 基于PyroSim和Pathfinder的某散货船机舱火灾模拟及安全疏散研究 |
| 关键词： | 散货船;机舱火灾模;安全疏散;PyroSim;Pathfinder |
| 摘要： | 船舶机舱作为航海火灾高发场所，不仅空间狭窄，当火灾发生时其环境会受到很大的改变，高温、毒害气体等因素也会很大程度的限制工作人员的逃生运动。基于此背景，本文确立了所要研究的主要方向：船舶机舱火灾模拟及安全疏散分析。 本文首先建立了所要分析的机舱模型：某8万2千吨卡萨姆货船从双层底至甲板共四层空间。参考某文献中的机舱火灾模拟过程进行了数值分析的验证，其结果的相通性保证了本文后续模拟方式的正确可行。接下来使用该模型进行本文的正式模拟内容，包括火灾模拟、逃生疏散、优化建议三个方面。 在火灾模拟方面，本文确定了三种不同火源热释放速率的火灾场景，通过模拟火源被引燃后900s时间段的燃烧过程，得到了温度、人眼可见度、2CO浓度、CO浓度的变化情况。并根据各参数的人体承受极限值确定不同场景下，机舱上层平台、下层平台各个参数达到极限值的时间。通过比较取最短时间作为该场景下不同危险位置的可用疏散时间（ASET）。 在逃生疏散方面，本文在不同舱室分配了不同性别的工作人员，确定好人体基本参数后将得到的火灾结果与逃生过程进行耦合计算，得到三个场景下人员顺利撤退各层平台危险位置的必须疏散时间（RSET），并通过计算临界危险时间判断不同空间的危险性。同时利用该结果观测是否有在逃生过程中存在生命危险的人员，从而评估三个火灾场景的危险程度。 在优化建议方面，本文主要对存在拥堵现象的楼梯进行了改进。通过改变楼梯的踢面高度、踏面宽度以及踏步比，重新模拟火灾逃生过程，寻找逃生时间最短的楼梯参数搭配。最终确定踢面高度为16cm，踏步比为2.2的楼梯既有利于人员逃生，也极大的节省了机舱内部空间，可以作为优化后的楼梯投入使用。另外，本文也根据不同火灾场景下各个人员的逃生路径结果，给出了初始位置不同时，对于工作人员而言用时最短、安全性最高的疏散路径建议。 |
| 作者： | 尹萍 |
| 专业： | 船舶与海洋工程 |
| 导师： | 丛立新 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工业大学 |
| 学位年度： | 2020 |
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