探索弯矩侧开口限制空间内高温热气流振荡及冲击玻璃平板

论文导读：板热应力和热弯矩变化的数值结果。根据玻璃平板的温度分布以及周围边框的典型四种约束条件，给出不同时间后玻璃内部热应力和位移分布，可以观察到哪一种约束形式下应力和位移更大一些，以而确定约束形式对延长玻璃破裂时间的影响。同时比较了四种约束形式下哪种情况玻璃受到的拉应力最小，为工程施工指明了设计方向。
摘要：在一个容腔的容积确定、开口尺寸也确定的小空间中，当有热释放量有着时，三者在一定的匹配比例下会产生整体高温气流按一定规律反复喷出的现象。这一现象曾经被多位学者认真探讨，但是在论述上没有给予有效地被大家认可的总结，有关探讨多数局限于零散的实验现象的报道和描述。近年来，各种建筑都钟爱于玻璃幕墙材料的美观、方便以及室内装修的透明敞亮，玻璃幕墙下的有开口尺寸的小空间内如果有可燃材料，就会发生整体热气流振荡的危险。特别是高层建筑的护玻璃幕墙，一般都有下部的安装通道和底层小空间，这些小空间内经常存放装修中利用的可燃材料，烟囱效应会使可燃热烟气迅速到达楼的上层，在一定条件下易于产生整体热气流振荡并使玻璃幕墙破坏，而玻璃破裂后会掉落并可能伤及周围人群。本论文系统地探讨了有限侧向开口小空间热气流低频振荡的基础实验现象和工程论述计算策略，并对典型实验结果给出了论述预示的基本计算公式。在此基础上，探讨了高温热气流以玻璃侧向扑打时的基本实验，并和本论文提出的论述浅析结果和数值模拟结果进行了比较。在ISO9705火灾标准实验台上，对四种典型开口、平均热释放率为650kW、大约350s燃烧时间条件下，对热气流喘振的发生、维持和强弱程度进行了实验探讨。给出了该实验条件下振荡频率的范围在0.1～0.25Hz，并和本论文由质量和能量方程推导出的基本振荡频率的联系式进行了比较。该推导的联系式还和以往其他学者的实验结果进行了比较和修正。实验记录图像显示了开口尺寸和位置的不同、开口空间内和外界环境温度差别和有浮力作用下产生的整体振荡的基本情况。本论文把小空间内高温热气流引起的振荡按照压力驱动和浮力驱动进行二类数学模型的建立，给出了振荡频率f，振荡增加率α和振荡响应能力函数R m之间的联系。本论文确定了浮力驱动作用下的特点滞后时间和压力驱动下的特点滞后时间。提出在小空间压力驱动流和浮力驱动流的振荡频率与室内平均温度、出口面积、空间尺寸之前的联系。通过对玻璃平板的专门实验，本论文给出了典型实验情况下火焰和高温气流扑打玻璃板表面一侧温度变化平面上二维分布的函数。给出了温度分布变化情况下，热张力和热弯矩以及位移在不同的约束条件下的剖析解。为确定玻璃破裂临界应力发生的位置、破碎时间的预示提供了论述计算基础。采取ANSYS软件，对玻璃平板一侧有高温气流扑打且温度场不均匀分布，随时间变化的热气流冲击进行了数值模拟，给出了在不同热冲击情况下玻璃平板热应力和热弯矩变化的数值结果。根据玻璃平板的温度分布以及周围边框的典型四种约束条件，给出不同时间后玻璃内部热应力和位移分布，可以观察到哪一种约束形式下应力和位移更大一些，以而确定约束形式对延长玻璃破裂时间的影响。同时比较了四种约束形式下哪种情况玻璃受到的拉应力最小，为工程施工指明了设计方向。关键词：玻璃幕墙论文低频振荡论文热张力论文热弯矩论文数值模拟论文
本论文由www.7ctime.com,需要论文可以联系人员哦。摘要5-7
Abstract7-16
第1章 绪论16-28

1.1 选题的目的及作用16

1.2 课题的探讨近况16-26

1.2.1 国外探讨近况16-23

1.2.2 国内探讨近况23-26

1.3 课题的探讨内容26-28

第2章 有限侧开口小空间高温热气流整体低频振荡现象实验28-42

2.1 实验装置28-29

2.2 实验内容及结果浅析29-40

2.1 开口处没有遮挡的情况30-33

2.2 开口处有遮挡时的四种情况33-40

2.3 本章小结40-42

第3章 有侧向开口空间内高温热气流引起振荡特性简化模型42-54

3.1 空间内压力变化起因42-43

3.2 空间内的气流振荡特性43-44

3.3 温度振荡的守恒方程44-51

3.1 对于浮力驱动不足46-50

3.2 讨论50-51

3.4 和本论文实验结果的比较51-52

3.5 本章小结52-54

第4章 小空间热气流冲击玻璃平板的实验与简化模型剖析解54-79

4.1 受热玻璃表面自然对流和辐射换热的相关浅析54-58

4.2 玻璃板在开口空间热气流冲击下的相关实验58-64

4.3 火灾环境下方形玻璃平板热应力、热弯矩和位移的论文导读：85-893、方程(5.3)数学解的历程89-945.3不同情况下的计算结果图示及相关浅析94-1005.3.1第一阶段的浅析94-975.3.2第二阶段的浅析97-995.3.3第三阶段的浅析99-1005.3.4三个连续阶段内外边界壁面温度随时间变化图示及相关浅析1005.4本章小结100-101第6章高温热气流冲击玻璃平面热应力变化的数值解101-121

6.1玻璃平板

浅析解64-78
4.

3.1 热张力和热弯矩65-68

4.

3.2 垂直热弯矩的解68-71

4.

3.3 热应力与合力71-74

4.

3.4 计算结果浅析74-78

4.4 本章小结78-79
第5章 典型边界条件玻璃热传导和热应力剖析解79-101

5.1 基本方程和边界条件81-82

5.2 微分方程的解82-94

1 、方程(

5.1 )数学解的历程82-85

2 、方程(

5.2 )数学解的历程85-89

3 、方程(

5.3 )数学解的历程89-94

5.3 不同情况下的计算结果图示及相关浅析94-100

5.

3.1 第一阶段的浅析94-97

5.

3.2 第二阶段的浅析97-99

5.

3.3 第三阶段的浅析99-100

5.

3.4 三个连续阶段内外边界壁面温度随时间变化图示及相关浅析100

5.4 本章小结100-101
第6章 高温热气流冲击玻璃平面热应力变化的数值解101-121

6.1 玻璃平板热应力基本方程和边界条件101-103

6.

1.1 基本方程101-102

6.

1.2 边界条件102-103

6.2 火灾中玻璃平板热弹性力学的数值浅析思路103

6.3 玻璃平板热应力和热变形数值模拟结果与浅析103-110

6.

3.1 玻璃平板中的温度分布104-105

6.

3.2 玻璃平板中热应力和热变形浅析105-110

6.4 不同约束条件下玻璃平板热应力和热变形数值模拟的结果和浅析110-119
6.

4.1 第二种边界条件下的结果浅析110-115

6.

4.2 第三种边界条件下的结果浅析115-117

6.

4.3 第四种边界条件下的结果浅析117-119

6.5 本章小结119-121
结论121-124
参考文献124-131
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果131-132
致谢132-133
个人简历133