[发明专利]一种数物空间实时融合的隧道结构火灾试验系统及方法

权利要求书

1.一种数物空间实时融合的隧道结构火灾试验系统，其特征在于，包括：

物理试验单元，用于在物理空间对隧道结构体系中的若干典型构件进行全息火灾实验，以获取构件的全息特征参数数据，其中，所述典型构件包括标准块、封顶块、接头和止水条，所述全息特征参数包括宏观力学参数、多场特征参数以及多尺度图像信息；

数值分析单元，用于在数值空间建立足尺隧道结构体系数值模型，以获取所述典型构件的多场耦合边界数据；

融合控制单元，用于建立多场热力耦合问题，并进行特征参数识别及一致性判断，实现所述物理空间与所述数值空间的数据交互及迭代运算，根据所述数值空间的所述多场耦合边界数据，对所述物理空间的多场耦合边界进行控制和调整，根据所述物理空间的所述全息特征参数数据，通过设置精度条件，不断对数值空间的输入参数进行更新和调整，不断重复以上过程，直至试验结束。

2.根据权利要求1所述的数物空间实时融合的隧道结构火灾试验系统，其特征在于，所述物理试验单元包括火灾热环境模拟子系统、多场耦合边界加载子系统以及全息数据采集子系统；所述火灾热环境模拟子系统包括炉膛、燃烧器、温控箱、空气供应设备及燃气供应设备；所述多场耦合边界加载子系统包括电液伺服作动器；所述全息数据采集子系统包括若干测试元件以及数据采集装置。

3.根据权利要求2所述的数物空间实时融合的隧道结构火灾试验系统，其特征在于，所述数值分析单元通过轻量化计算获取所述典型构件的多场耦合边界数据。

4.根据权利要求1-3中任意一项所述的数物空间实时融合的隧道结构火灾试验系统，其特征在于，所述足尺隧道结构体系数值模型包括隧道结构模型以及隧道周围水土体模型。

5.一种数物空间实时融合的隧道结构火灾试验方法，其特征在于，包括：

在物理空间对隧道结构体系中的若干典型构件进行全息火灾实验，以获取构件的全息特征参数数据，其中，所述典型构件包括标准块、封顶块、接头和止水条，所述所述全息特征参数包括宏观力学参数、多场特征参数以及多尺度图像信息；

在数值空间建立足尺隧道结构体系数值模型，以获取所述典型构件的多场耦合边界数据；

建立多场热力耦合问题，并进行特征参数识别及一致性判断，实现所述物理空间与所述数值空间的数据交互及迭代运算，根据所述数值空间的所述多场耦合边界数据，对所述物理空间的多场耦合边界进行控制和调整，根据所述物理空间的所述全息特征参数数据，通过设置精度条件，不断对数值空间的输入参数进行更新和调整，不断重复以上过程，直至试验结束。

6.根据权利要求5所述的数物空间实时融合的隧道结构火灾试验方法，其特征在于，所述在数值空间建立足尺隧道结构体系数值模型，以获取所述典型构件的多场耦合边界数据的步骤包括，在数值空间建立足尺隧道结构体系数值模型，以通过轻量化计算获取所述典型构件的多场耦合边界数据。

7.根据权利要求5或6所述的数物空间实时融合的隧道结构火灾试验方法，其特征在于，所述足尺隧道结构体系数值模型包括隧道结构模型以及隧道周围水土体模型。