[发明专利]熔融滴落型材料火蔓延机理的分析方法、装置及系统

权利要求书

1.一种熔融滴落型材料火蔓延机理的分析方法，其特征在于，包括：

在PFEM软件中选取目标分析模型，并将固相热解参数和粒子运动所需的粘度系数输入到所述目标分析模型中；

对所述目标分析模型在熔融滴落型材料火蔓延过程的初始条件进行设定；

对所述目标分析模型在熔融滴落型材料火蔓延过程的边界条件进行设定；

利用所述目标分析模型对熔融滴落型材料火蔓延过程进行数值模拟，得到熔融滴落型材料火蔓延的数值模拟结果，以对熔融滴落型材料火蔓延机理进行分析。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述固相热解参数是通过热失重分析仪、差示扫描量热仪、微型燃烧量热仪和可控气氛热解仪得到的，所述粒子运动所需的粘度系数是通过流变仪得到的。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述固相热解参数包括熔融滴落型材料热解的反应动力学参数、熔融滴落型材料热解的反应热力学参数、熔融滴落型材料在热解反应过程中产生的可燃气相产物的燃烧热以及熔融滴落型材料在热解反应过程中的组分密度和导热系数；其中，所述反应动力学参数包括阿伦尼乌斯指前因子、活化能、化学计量系数和残炭产率，所述反应热力学参数包括比热容、反应吸收或者放出的热量。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述热失重分析仪用于测量熔融滴落型材料在热解反应过程中的质量损失数据，以反演得到所述反应动力学参数；

所述差示扫描量热仪用于测量熔融滴落型材料在热解反应过程中的吸热放热数据，以反演得到所述反应热力学参数；

所述微型燃烧量热仪用于测量熔融滴落型材料热解气相产物在过量氧气中完全燃烧时的热释放数据，以反演得到所述可燃气相产物的燃烧热；

所述可控气氛热解仪用于测量暴露于辐射热中的熔融滴落型材料的背温、质量数据和形态数据，以耦合反演得到的所述反应动力学参数、所述反应热力学参数和所述可燃气相产物的燃烧热来反演得到所述组分密度和所述导热系数。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标分析模型在熔融滴落型材料火蔓延过程的初始条件进行设定，包括：

对熔融滴落型材料的固相温度、气相温度、氧气和热解产物的质量分数进行设定；其中，当固气交界面的温度到达预设的着火温度时，氧气的质量分数设定为0，热解产物的质量分数设定为1。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述目标分析模型在熔融滴落型材料火蔓延过程的边界条件进行设定，包括：

将熔融滴落型材料沿竖直方向设置的中间对称面的气体速度和温度梯度均设定为0；其中，固相区域和气相区域均看作长方体，所述固相区域为熔融滴落型材料的区域，所述固相区域位于所述气相区域中；

对点燃器的模拟简化为在熔融滴落型材料表面添加一个固定热流值；

在所述气相区域的底部入口设定恒定的均匀速度；

在所述气相区域的顶部出口设定相对压力值为0。