1993 Fiscal Year Annual Research Report
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04452214
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| Research Institution | KYUSU UNIVERSITY |
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Principal Investigator |
福地 信義 九州大学, 工学部, 教授 (80039677)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
GEORGE Thoma 九州大学, 工学部, 助手 (40243919)
若菜 啓孝 九州大学, 工学部, 助手 (00167082)
篠田 岳思 九州大学, 工学部, 助教授 (80235548)
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| Keywords | ダメージ制御 / 非等方性乱流 / 煙拡散 / 煙界面 / 臨界クーリガン数 / アルキメデス数 / 排煙効果 / アトリウム |
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| Research Abstract |
船舶や海洋構造物の火災時における高温状態や深冷貨物倉の損傷による深冷液の急速な気化などにより生じる極低温状態に対し、高度なダメージ制御を行うためには、極めて大きな温度差による界面形成のある密度流の流動状態および熱放射を含めた熱拡散状態を精密に把握する必要がある。このため、大規模空間および船舶居住区における火災時の発煙の状態と煙拡散および煙流動の制御について研究を行った。その研究成果は次の通りである。
大規模空間における火災時の煙拡散現象の把握と煙制御のための基礎とするため、理論と実験により煙界面の形成条件の確立と煙拡散解析を行った。まず煙と空気の密度流における界面形成の条件として、水平流に対する臨界クーリガン数および空間内対流に対してはプルーム上昇流によるアルキメデス数の限界条件およびプルーム流速と界面高さの関係等を導いた。
さらに、浮力の影響を考慮した熱および物質の移流・拡散に関する状態方程式の導入と局所的極限要因の簡易化により、数値シミュレーションのための煙拡散モデルの構築を行い、これにより、アトリウムにおける煙拡散の状態と排煙ファンの効果について調べ、(1)最頂部に配置した排煙ファンの効果は大きいこと。(2)火災甲板での煙の滞留状態により排煙効果が決まること、および、煙は下層甲板では成層をなすが、最上甲板では混合状態であること、を明らかにした。
煙流動の解析には、火災拡大の状態と発煙量の時間的変化を把握する必要があり、客船の居住区を対象に火災伝播の計算データをもとに発煙量の推定を行った。また、この発煙量に対して空調システムを排煙へ転換する場合の問題点と可能性について調べた。
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