焰流效应下混凝土空心薄壁墩火温时变分布

针对火灾场气流与焰域温度空间耦合变化时的结构响应,通过考虑气流流速及焰围空间和结构物高度的相互作用效应,建立了焰流场环境火灾模型。采用时间增量迭代的方法计算了焰流场温度,研究了复合边界控制方程和对流换热与流速之间的相互关系。分析了流场中结构迎流面和侧流面温度分布状态,研究了混凝土空心薄壁墩的环境火灾场景,建立了焰流场结构耦合模型,揭示了焰流效应下混凝土空心薄壁墩三维空间火温时变分布规律。研究结果表明:火延时间为120min,流速为3m·s-1时,近火点温度比其他流速下温度约高100℃,流速对火源温度呈非线性影响状态;500℃以上的高温层在混凝土空心薄壁墩迎火面分布深度仅为7cm,在竖向荷载作用下空心薄壁墩外层迎火面混凝土易产生层剥现象;迎流面温度远高于侧流面温度,背火面温度无变化;稳态低流速场中流速的变化可改变不同温度区域的分布,并扩大迎火面高温区面积。