摘要：火灾准确的定义是在时间上和空间上无法有效控制的灾害性燃烧现象，由于火灾的不确定性以及其不可控性，一旦火灾发生将会造成很大的经济损失甚至对生命造成威胁，火灾在二十一世纪是最普遍的，同样对人类威胁最大的灾害之一。由于我国的火灾事故频频发生，而且引发火灾的原因也多种多样，为了保证人们的生命安全和维护社会的发展，对火灾的调查研究已经成为了我国的重点内容，而且我国也成立了专门的火灾研究机构，目的就是为了减少火灾的发生，提高对火灾的控制能力。
关键词：数值模拟技术 火灾调查 应用探析
引言：随着科学的发展，我国对火灾的调查研究方面也得到了很大的进步，数值模拟技术就是在对火灾调查过程中研发的一项技术，而且数值模拟技术在现在已经成为了现代社会调查火灾发生的重要手段，利用计算机的高运算能力以及它的高准确度，对火灾现场进行火灾模拟，建立有关火灾的数学模型，实现对火灾深入性的调查研究。数值模拟技术在现代火灾中发挥着非常重要的作用，为抑制火灾的发生做出了巨大的贡献，对我国社会的和谐，社会的发展也产生了深远意义的影响。下面我们就对数值模拟技术在火灾调查中的应用探析做出全面的分析探讨。
一、火灾调查的目的
在二十一世纪造成火灾的原因多种多样，像人为，电气事故，可燃气体，液体或固体触及明火等等都是造成火灾的重要原因，由于火灾的破坏性以及毁灭性，在火灾发生后是很难找出发生火灾的原因的，这就为火灾发生后的现场调查造成了很大困难，一旦找不到造成火灾的原因，那么火灾再次发生的可能性是非常大的，而进行火灾调查的目的就是为了对火灾现场进行全面的调查研究，找出造成火灾发生的原因所在，并对其进行火灾防护，就很大程度的减小了火灾的发生率。由于火灾的破坏性比较大，普通的调查手段很难查找出造成火灾的原因所在，我们必须采用数值模拟技术对火灾进行全面调查，通过计算机建立火灾数学模型，进行火灾模拟，形成一个较为真实的虚拟火灾现场，进而找出造成火灾的关键所在，进而达到防止火灾发生的目的。
二、火灾数值模拟技术中火灾数学模型的研究
上面已经说到，用数值模拟技术对火灾进行调查的主要原理就是建立火灾数学模型，进行仿真火灾实验，通过对数据内容分析找出造成火灾发生的原因，随着科技的发展越来越快，计算机技术也得到了很大程度的提高，在火灾的调查研究中数值模拟的数学模型也变得越来越多样化，为火灾的研究和调查做出了巨大贡献，在现在火灾研究过程中的数学模型主要非为四类，分别是网络模型，区域模型，经验模型以及场模型，下面我们就对这四种数学模型在火灾调查中的应用做出全面的分析。
1.网络模型
在数值模拟技术中的网络模型主要应用于一些大型建筑的火灾调查，模型建立方式就是将建筑内所有的封闭空间作为网络节点，然后将整个建筑中所有的空气流动通道和着一些网络节点连接起来，接着利用物理中对气体压强的计算公式算出每个通道，每个节点的大气压强，再利用能量守恒定律以及热学对建筑的火灾展开全面的数学分析，从而找出造成火灾的原因所在。
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2.区域模型
和网络模型不同的是区域模型，准确的来说属于物理模型，区域模型主要应用于一些面积较大的建筑中，这种模型所应用的物理学原理是热烟气的密度小，质量轻，会位于空气上方，利用这一特点将封闭的房间分为上下两部分，下面属于冷空气层，上面为热烟气层，建立这样一种简单的数学模型展开对火灾现场的调查了解，区域模型最大的特点就在于利用火灾发生后的热烟气蔓延状况准确的分析出火源所在，并且找出造成火灾发生的原因，这一模型主要应用于消防设计中，使消防队员能够准确快速的控制火灾现场。
3.经验模型
经验模型就是根据以往发生过的火灾数据建立的数学模型展开对火灾现场的分析，由于火灾的种类多种多样，那么所得到的火灾数据以及火灾模型也是多种多样的，将以往的火灾数学模型进行详细的归类整理，然后应用到实际中，这就是经验模型，经验模型的应用范围是非常广泛的，而且相比于前两种模型这种模型往往能更快速的对火灾现场进行分析调查，找出发生火灾的原因。
4.场模型
场模型也称为域模型，主要是将火灾现场用三维的形式表现出来，利用三维空间每一个点上都对应一个特定的属性值，将火灾中的复杂变量引入到场模型中，用计算机测出火灾参数变量的变化。场模型在数值模拟技术中的计算精度是非常高的，主要应用于一些受限空间的火灾调查研究。
三、火灾数值模拟技术场模型（FDS）研究及实现
随着社会的发展，数值模拟技术已经被广泛应用于现在的火灾调查研究中，在二十一世纪的高科技引领下，调查研究火灾的数值模拟技术得到了一代又一代的更新，像火灾数值模拟软件FDS的出现，使现代对火灾的调查研究水平又提升到了一个更深的层面，而且FDS数值模拟软件现在已经有用于设计烟雾处理系统以及灭火系统，为现代的火灾调查研究做出了巨大贡献，所谓FDS火灾数值模拟软件是在2000年二月份由美国国家标准和技术协会共同开发的一项用于现代火灾调查研究的一个场模拟软件，FDS模拟软件在在火灾调查研究中可以对火灾现场的低速，热力引起的空气流动，主要适用于一些有火灾引起的烟雾和热传输规律的研究，另外像固体燃料的热解，火灾蔓延和火灾传播也可以用FDS软件进行仿真模拟，现在的FDS火灾数值模拟主要有两种数值模拟方法，一种是直接数值模拟，简称DNS，另一种是大涡模拟，简称LES，另外迄今为止，FDS火灾数值模拟软件创建了两种燃烧模型，有限反应率燃烧模型和混合分数燃烧模型，需要注意的是像现在的有限反应率燃烧模型主要采用的模拟方法是直接数值模拟，而混合分数燃烧模型主要采用大涡数值模型，而且这两种模型在现在的火灾调查中发挥着十分重要的作用，FDS还有一个特殊功能就是软件所附带的可视化Somkeview程序可以很直观的查看火灾的数值模拟结果，使火灾模拟的数值计算更加简单。我国的FDS火灾数值模拟技术相比于美国这样的发达国家还存在很大的差距，而且FDS数值模拟软件是现在所有火灾模拟软件中最为先进的，而且对火灾的模拟效果也是最真实的，这就需要我们国家不断的学习和改进。
四、火灾数值模拟技术场模型（FDS）计算过程
现代火灾数值模拟系统FDS的计算过程主要分为三步，第一步就是FDA数值模型的建立，将有关火灾的所有数据（数字网格的大小，编写以后的代码，边界条件等）输入到FDS模拟软件之中。第二部就是运行FDS模拟软件，对火灾现场展开仿真模拟工作，对FDS模拟软件的输出参数进行详细的记录。第三步就是应用Somkeview程序对FDS模拟软件的输出参数进行计算，完成对火灾模拟工作，进而找出造成火灾的原因。
结束语
由于发生火灾的原因多种多样，而且有些火灾是不可能做到百分之百预防的，所以为了能够更好的做好火灾的预防工作，我们必须不断的发展数值模拟技术，不断开发新的火灾调查研究方式，从而减少火灾的发生。另外我们要学会应用现代的高科技技术利，通过这些高科技技术，可以较为真实的重现火灾现场，辅助火灾调查人员找出火灾发生的原因，推动火灾调查工作的进步，进而能够保证社会的稳定发展。
参考文献
[1]缪旭锋，王家春.计算机模拟技术在火灾调查中的应用[J].电子世界，2017，（14）：176.
[2]张伟.浅谈数值模拟技术在火灾调查中的应用[J].科技视界，2012，（25）：373-374.
[3]吕向阳.数值模拟技术在火灾调查中的应用研究[D].导师：谢妉.沈阳航空航天大学，2012.
[4]王晔.数值模拟技术在仓库火灾研究中的应用[D].导师：谢妉.沈阳航空航天大学，2012.
[5]任中.面向事故调查的火灾数值再现方法研究及应用[D].导师：杨培中.上海交通大学，2009.
论文作者:赵勇
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第4期
论文发表时间:2018/6/14
标签：火灾论文; 数值论文; 模型论文; 技术论文; 调查研究论文; 发生论文; 原因论文; 《建筑学研究前沿》2018年第4期论文;