[发明专利]烟熏炭黑痕迹火灾辅助调查系统及方法

权利要求书

1.一种烟熏炭黑痕迹火灾辅助调查系统，所述烟熏炭黑痕迹火灾辅助调查系统基于FDS软件构建，其特征在于，所述烟熏炭黑痕迹火灾辅助调查系统包括：壁面位置判断模块、壁面粗糙度判断模块、炭黑痕迹计算模块、显示模块和输入模块，其中，

所述输入模块用以输入炭黑颗粒的基本参数、待求解时间步以及障碍物表面信息；

所述壁面位置判断模块与所述输入模块连接，用以根据输入的障碍物表面信息判断障碍物的壁面是否与烟气颗粒接触；

所述壁面粗糙度判断模块分别与所述输入模块和壁面位置判断模块连接，用以将输入的障碍物表面信息与预先存储的障碍物表面光滑度阈值进行比较，若障碍物表面信息小于障碍物表面光滑度阈值，则判断壁面为光滑；若障碍物表面信息大于障碍物表面光滑度阈值，则判断壁面为粗糙；

所述炭黑痕迹计算模块与所述壁面粗糙度判断模块连接，用以从FDS软件模拟环境中调用网格内的气体参数，根据所述壁面粗糙度判断模块的判断结果计算光滑壁面或粗糙壁面对应的中间变量|τ_w|，根据中间变量计算摩擦速度u^*，并根据摩擦速度u^*得到对应时间步的炭黑痕迹计算结果发送至所述显示模块；

所述显示模块与所述炭黑痕迹计算模块连接，用以根据接收到的炭黑痕迹计算结果显示炭黑痕迹。

2.根据权利要求1所述的烟熏炭黑痕迹火灾辅助调查系统，其特征在于，所述炭黑痕迹计算模块按照下式计算光滑壁面对应的中间变量|τ_w|：

|τw|=2μ‾|u|/δz]]>  z⁺≤11.81（2）；

|τw|=ρ‾[∂(μ‾ρ‾δz)β+η(μ‾ρ‾δz)B|μ‾|]γ]]>  z⁺>11.81（3）；

式中，为有限元计算时临近网格的平均粘度，为临近网格的平均密度，δz为离开壁面垂直距离，u为流体实际速度，z⁺为无量纲法向距离，而：

∂=1-B2A1+B1-B]]>

β=1+B

η=1+BA]]>

γ=21+B;]]>

其中，参数A=8.3,参数B=1/7。