局部火灾场景钢柱传热的试验与数值模拟研究

摘要

目前的结构抗火研究中针对局部真实火灾场景的研究相对较少，试验结果相对匮乏。本文搭建了局部火灾试验平台，并采用射流火与池火两种火源形式对H型钢柱进行加热，记录其温度结果。在数值模拟方面，有别于应用绝热表面温度概念的迭代耦合方法，本文通过将火灾分析模块与热分析模块统一采用CFD方法开展来实现流固传热的双向直接耦合。在火灾模块中探究了空间速度场与温度场的分布规律，在热模块中探究了钢柱在不同火源环境下的受热特点，并通过试验数据与模拟结果的比对验证了直接耦合方法的正确性。此外，还分别应用理论公式与经验公式对钢柱壁面对流换热系数分布规律进行了探讨。

关键词

计算流体动力学(CFD) / 局部火灾 / 钢柱 / 对流换热系数