北京交通大学学报

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彭一江;金明

. 2007, 31(4): 1-4.

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为了改进传统的势能原理有限元方法,利用高玉臣(2003)的单元刚度矩阵精确表达式,给出了一种基于基面力概念的势能原理有限元计算方法和相应的积分显示有限元列式,利用MATLAB计算机语言编制出基面力有限元计算程序,针对几个典型的平面弹性理论问题进行数值研究.结果表明,数值解与理论解相吻合.

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夹杂尖端奇异性场的新型杂交元分析

平学成;谢基龙;陈梦成;李强

. 2007, 31(4): 5-9.

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提出了一种夹杂尖端邻域杂交元模型,与全域杂交应力元结合,求解夹杂尖端的奇性应力场的数值解. 利用高次内插有限元法求解特征问题, 得到反映夹杂尖端场奇异性状况的特征值和特征角分布函数;利用Hellinger-Reissner 变分原理以及特征问题的解,推导夹杂尖端邻域的单元矩阵.模型只考虑夹杂尖端邻域的边界, 避免了在夹杂尖端划分高密度网格. 采用正方形夹杂作为算例, 数值结果显示了良好的精确性.

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压电体光滑接触界面上的滑移界面波理论分析

白玉柱;于桂兰;许丽敏

. 2007, 31(4): 10-13.

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应用压电材料Stroh方法分析压电体光滑接触界面上滑移波的存在性条件,给出其存在的判据.压电体由外加单向压力作用而光滑接触,同时处于一定场强的电场中,设在波的作用下界面不会发生分离.通过具体压电材料的数值计算发现:当沿界面传播的波速满足一定条件时,滑移界面波能存在.特别地,两压电体的Rayleigh波速、极限波速一样时,滑移波将不存在;两压电体的Rayleigh波速、极限波速不同时,滑移界面波速将是两个Rayleigh波速之间的某个值或者是较小Rayleigh波速与较小的极限波速之间的值;滑移界面波的存在

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200 km/h电力机车气动性能风洞试验与数值模拟

杨俊杰;李强;王斌杰

. 2007, 31(4): 14-17.

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采用模型风洞试验和数值计算方法研究了200 km/h机车外形的气动性能.试验风洞为FD-09单回流低速风洞,模型缩尺比为1:8.873.数值计算采用流体动力学软件FLUENT,数学模型为三维粘性不可压缩流体雷诺时均方程和κ-ε双方程湍流模型.数值模拟结果与模型风洞试验结果基本吻合.在此基础上对多个外形的设计参数进行了优化,并对优化后的模型流场作了数值计算,得出了一些有益的结论.

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膜结构风致响应的分区耦合算法

王彬;杨庆山;张群峰

. 2007, 31(4): 18-21.

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采用完全隐式的分区耦合的方式,将用于计算流体流动和结构变形的软件结合起来.其中,结构和流场的几何模型分别通过有限元软件ANSYS和CFD软件建立.对流体域的模拟采用有限体积法,计算三维的、不可压缩的、湍动流动;对结构域的模拟采用有限元法,并且考虑了薄膜结构几何非线性.在每一时间步内对结构场、流体场依次求解,通过把前一个物理场的计算结果作为外荷载施加于后一个物理场来实现两个场的耦合.最后对一鞍形膜结构进行了风致响应计算,验证了这种耦合算法的可行性.

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预应力锚索框架内力计算的有限差分法

田亚护;刘建坤;张玉芳

. 2007, 31(4): 22-25.

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根据Winkler弹性地基模型,考虑在不同的锚固力、地基系数、抗弯刚度条件下,利用差分法对锚索框架的内力计算公式进行了推导,并根据静力平衡和横梁与竖肋的变形协调进行锚索力的分配,使计算结果更接近于实际情况.应用此方法对某工程实例进行计算,并把计算结果与现场实测结果进行比较,证明此方法可行性和适用性.

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层状粘弹性介质参数反演的同伦方法

田迎春;章梓茂

. 2007, 31(4): 26-30.

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以介质的动态时域位移响应作为参数反演的依据,利用大范围收敛的同伦方法对层状粘弹性介质的材料参数进行了反分析研究.动态时域位移响应比拟静态和频域位移响应含有更丰富的信息,而且在实际工程中所测得的信息也多为动态时域信号,因此将时间全过程的位移信息用于层状粘弹性介质参数反分析,将使反演的结果更合理,更接近实际.为保证迭代稳定性、削弱观测噪声的影响,同伦参数的修正采用了连续化修正方法.以三维层状粘弹性半空间介质为例进行了数值模拟,结果表明,反演结果不依赖于初始值的选取,反算过程稳定收敛,说明对反演参数连续修正的同

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北京地铁1号线地面振动响应测试与分析

栗润德;张鸿儒;刘维宁

. 2007, 31(4): 31-34.

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采用高灵敏度加速度传感器,对北京东单-建国门区间的运营地铁进行了现场测试,为研究相似区段特殊的减振措施提供依据.测试结果的分析主要是针对振动敏感仪器的,在频域内采用1/3倍频程频谱,重点考虑低频段的地面响应.通过对测试结果的分析,得出了环境背景振动、公交车等地面车辆和地铁的地面振动响应规律.

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安装阻尼板的钢轨减振性能试验研究

魏鹏勃;夏禾;曹艳梅;战家旺

. 2007, 31(4): 35-39.

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在钢轨表面粘贴由高阻尼材料和约束板材构成的复合阻尼板可以减小钢轨的振动.为探讨阻尼板钢轨的减振效果,在北京地铁13号线西直门-大钟寺段的钢轨上安装了阻尼板,并对有阻尼板和无阻尼板的钢轨及桥面板进行了测试对比.试验结果表明,在钢轨上安装阻尼板后钢轨轨腰的峰值加速度降低了6～7 dB,具有一定的减振效果.

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土与隔震结构共同作用的随机地震反应分析

王阿萍;姚谦峰

. 2007, 31(4): 40-44.

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采用子结构法,把地基土视为置刚性基础于其上的匀质、各向同性的粘弹性半空间,用Bouc-Wen光滑型滞变恢复力模型来模拟隔震层的弹塑性,上部结构采用剪切型结构模型建立土-结构动力相互作用的隔震结构非线性运动方程;利用状态空间法,将地震波以功率谱密度的形式输入,通过随机等效线性化获得隔震结构反应的统计值.分析表明,基于刚性地基假定的隔震结构设计并不总是保守的,地基土的类型和隔震结构的隔震度都在一定范围内对结构地震反应有显著影响.

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桥梁振动状态远程监测系统研究

高占凤;杜彦良;苏木标

. 2007, 31(4): 45-48.

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根据桥梁振动监测的实际要求与特点,设计了桥梁振动数据远程监测系统.该系统可以根据预设的周期和触发条件自动采集桥梁的振动状态参数,并通过网络在远端监控中心的主计算机系统上处理、显示测量结果,实现了振动信号的网络化实时采集和传输.现场应用情况表明,系统具有实时性强、可靠性和准确性高、可移植性好等特点.该系统对大坝、公路桥、大型建筑体等大型结构的远程健康状态监测领域有一定的参考价值.

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地震动中输入能量的探讨

丁玉春;朱晞

. 2007, 31(4): 49-51.

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用能量的方法研究在单自由度体系中(SDOF),结构在差异较大的软土和硬土场地上,承受近断层实际地震时,自振周期T=0.8 s的结构在地震激励下的瞬时输入能量和总输入能量.得出对于脉冲型地面运动,结构达到最大输入能所需的响应时间要比长持时地面运动所需的时间短,而结构耗散的能量要比长持时地面运动耗散的能量大得多的结论.从瞬时输入能量以及总输入能量两个角度考虑输入能,认为瞬时输入能是地震设计中不可忽视的.计算得出,结构进入弹塑性阶段后,在双线性的滞回模型的假定条件下,结构延性系数不同时,两种场地所得的平均弹塑性

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普强高性能混凝土耐久性与受拉性能试验

孙静;姚谦峰;熊耀清

. 2007, 31(4): 52-55.

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实际工程中C50以下的普强混凝土应用十分广泛,为了提高结构的耐久性,对普强高性能混凝土的研究就显得尤为重要.在对普强高性能混凝土耐久性试验的基础上,又对其单轴受拉特性进行了试验研究,通过分析受拉应力-应变关系全曲线,提出了普强高性能混凝土单轴受拉全曲线方程,理论分析与试验结果对比吻合较好.同时根据试验测得的纵横应变,就其受拉弹性泊松比进行了探讨.

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京九线路基压实粉土力学特性的试验

彭丽云;刘建坤;肖军华;陈立宏;朱瑞龙

. 2007, 31(4): 56-60.

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针对京九线粉土路基在雨季时常发生病害的现状,采用GDS三轴仪进行室内试验,研究路基病害机理.分析了路基粉土的击实特性,同时研究了压实度和含水量对粉土路基压缩、变形的影响,对粉土应力-应变关系的影响和对其粘聚力、内摩擦角的影响.从微观上解释了粉土路基的不可击实性;得出含水量和压实度是影响粉土路基的关键因素,并提出对粉土路基必须进行击实控制和防排水控制.

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胶新铁路软土路基沉降变形规律研究

刘升传;王连俊;丁桂伶

. 2007, 31(4): 61-64.

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基于胶新铁路实验研究项目,对实测结果进行了理论分析与对比.详细分析了通车前和通车后软土路基的沉降变形特征.根据麦钦特模型对路基沉降计算方法提出了修正的计算公式.结果表明,修正公式很好的反应了沉降变化规律.

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高速铁路路基改良填料的试验研究

丁铭绩;王连俊;冯震

. 2007, 31(4): 65-67.

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基于高速铁路对路基变形的严格要求,路基填料的改良已成为高速铁路必须解决的问题,同时随着城市工业化的大力发展,每年产生大量的MSW(Municipal Solid Waste) Ash,如何有效利用这些废料改良路基填料而不用额外增加处理的负担,同时改善A、B组填料不足的状况是亟需解决的问题.本文通过土工试验和理论分析,研究了MSW Ash改良土的工程特性,结果表明添加MSW Ash可以提高土的强度,减小土的塑性变形和含水量,提高土的工程性能,使路基填土压实变的更为容易.

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CFG桩横向荷载作用下竖向沉降和承载力的试验研究

冯震;王连俊;王娜;丁铭绩;刘升传

. 2007, 31(4): 68-70.

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通过室内模型桩试验,分析了水平力对CFG桩竖向沉降和极限承载力的影响.运用三维有限元的方法,考虑了土体的弹塑性(Prandtl-Reuss模型),以及在桩土界面处设置接触单元来考虑桩土的滑移和开裂,对模型桩进行了模拟分析.通过现场原形实验,对分析结果进行验证.结果表明,水平荷载的存在,既增加了附加沉降量,也提高了极限承载力.

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正融土强度弱化特性研究的试验仪器及方法

钱春香;温立光;刘彤;田亚护

. 2007, 31(4): 71-74.

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冻土,特别是含冰透镜体的冻土解冻时,出现强度大幅度下降的弱化现象,这是季节冻土区内路基春季翻浆冒泥、地基失稳的重要原因.为探明路基土融化过程中的强度弱化机理,在此基础上制定有效的冻害预防措施,对国产土工静力三轴仪进行了一系列改造,并配以专用的冻土试样制备设备、冻土试样融化加热设备和外部保温设施,共同制成冻土解冻时的强度弱化试验仪.用该仪器进行了相关试验研究,结果表明,仪器得到的数据合理有效,该仪器设备可以在冻土学研究中推广应用.

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密肋复合墙体斜截面承载力实用设计方法

张杰;姚谦峰;岳亚锋

. 2007, 31(4): 75-78.

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密肋复合墙体集承重、节能、保温、维护为一体,是一种新型抗震型墙体结构.通过8榀1/2比例密肋复合墙体模型在水平低周反复荷载作用下的试验,在考虑了高宽比、轴向压力、框格分法等因素的情况下,重点研究了密肋复合墙体的斜截面承载力计算方法.试验研究表明,密肋复合墙体具有良好的抗震性能,本文建立的密肋复合墙体斜截面抗剪承载力实用设计计算公式与试验结果吻合较好.

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城市轻轨高架桥连续箱梁时效变形试验

雷家艳;姚谦峰;季文玉

. 2007, 31(4): 79-82.

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结合北京地铁13号线八达岭高架桥中预应力混凝土高架桥连续箱梁的实桥变形观测试验,以试验数据回归分析了基于综合时效的梁体后期变形.分析结果表明:统计回归所得的时效变形系数,其早期值比按我国铁路规范及ACI(American Concrete Institute)规范修正式计算所得的徐变系数略偏大,终极系数却偏小,同类轻轨高架桥梁结构后期变形按规范设计有足够的安全保证,但应严格控制早期时效变形.所提出的回归分析方法可为轻轨桥梁后期变形的预测提供参考.

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南京大胜关长江大桥桥位水文设计论证分析

郑大为;张敏;雷俊卿

. 2007, 31(4): 83-88.

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桥梁桥位的选择,对桥梁的建设和运营至关重要.文中分析了桥位处河段河床冲刷和水流变化对桥墩基础的影响,利用流体力学原理,给出模拟计算方法.结合南京枢纽高速铁路越江大桥方案的工程应用实例,进行了冲刷计算与水文设计,得出南京枢纽高速铁路越江大桥的初步论证的可行性方案.

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一阶优化法在拱桥施工控制中的应用

林文泉;朱尔玉;孙玲

. 2007, 31(4): 89-91.

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大跨度拱桥施工可以采用的一种方法是悬臂浇注,它采用挂篮施工,并张拉扣索对裸拱线形控制.为了充分发挥拉索的力学性能,节约物资,应力求扣索的张拉力在每个施工段相等.但是,由于整个结构是超静定的,计算困难.采用ANSYS中的一阶优化法对扣索进行优化计算,经过多次迭代计算使扣索的拉力接近相等.

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磁浮交通系统线路缓和曲线参数取值方法研究

米隆;招阳;魏庆朝;时瑾

. 2007, 31(4): 92-95.

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磁浮列车是21世纪极具竞争力的无接触地面轨道交通工具,研究磁浮交通线路技术,对线路选线具有重要意义.本文在研究德国技术资料基础上,结合我国实际情况,应用行驶动力学理论,考虑工程技术条件,对平、竖缓和曲线长度及参数匹配关系进行了量化研究,得到了一系列结合线路条件的合理匹配取值,可为完善高速磁浮线路设计标准提供理论依据.

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高速磁浮TR系统轨道梁拟合技术研究

邓亚士;魏庆朝;倪永军;时瑾

. 2007, 31(4): 96-10.

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对高速磁浮TR系统的轨道梁结构型式及功能区各功能面的精度要求进行了分析,考虑到我国的机加工能力和经济状况,对曲线地段定子面、导向面和滑行面分别采取了直线拟合和曲线拟合的方式,得到了各功能面的拟合误差及不同长度的功能件在不同的定子布置方式和不同曲率的导向面下的平圆曲线和竖圆曲线半径的合理取值范围.研究结论为完善高速磁浮线路设计标准提供了必要的理论依据.

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高速磁浮线路圆曲线参数取值研究

招阳;魏庆朝;许兆义;时瑾

. 2007, 31(4): 101-105.

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磁浮线路设计理论与技术的研究是磁浮关键技术研究中的重要内容.本文结合已有研究成果,运用行驶动力学理论,对不同速度、横坡、纵坡等条件下的线路平、竖圆曲线参数进行了计算研究,得到了一系列结合线路具体技术条件的参数合理匹配取值,本文的研究结论对制定高速磁浮线路设计标准具有一定的参考价值.

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硅酸对聚铁溶液形态分布及转化规律的影响

张琼;许兆义;夏爽

. 2007, 31(4): 106-110.

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针对聚铁硅絮凝剂的稳定性问题,研究了硅酸对Fe(Ⅲ)溶液水解的影响.实验结果表明:硅酸的存在使Fe(Ⅲ)水解溶液的pH弛豫特征产生了一定的改变,表现出低OH/Fe摩尔比时的阻聚效应和高OH/Fe摩尔比时初期的促聚效应,并使Fe(Ⅲ) 在溶液中的形态分布及转化特征发生了一定的改变.但硅酸的存在并不能使Fe(Ⅲ)水解溶液的形态分布及转化等化学特征发生根本性的改变.

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一种面向对象的遥感影像多尺度分割方法

谭衢霖;刘正军;沈伟

. 2007, 31(4): 111-114.

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高分辨率遥感影像中丰富的空间结构信息和地理特征信息提取需要在多种不同的尺度下进行,而传统的基于像素光谱特征的影像分割和单尺度影像信息提取方法在这方面存在明显的缺陷.基于区域的面向对象影像分析方法,为高分辨率遥感影像信息提取提供了新的思路,其关键的核心问题在于实现对高分辨率遥感影像的多尺度分割.本文提出了一种基于相邻影像区域合并异质性最小的面向对象多尺度分割算法.影像分割试验结果表明:该方法可以根据任意特定尺度下的影像分析任务或任意感兴趣尺度的地物目标,调整影像分割的尺度参数,从而获得特定尺度下感兴趣的影像

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燃烧室形状对直喷柴油机燃烧性能影响的三维数值模拟

虞育松;李国岫;刘建英

. 2007, 31(4): 115-119.

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为研究燃烧室形状对直喷柴油机燃烧性能的影响,应用发动机燃烧过程多维模拟软件FIRE对4类燃烧室柴油机燃烧过程进行了三维数值模拟.探讨了燃烧室几何形状影响燃烧性能的作用机理.结果显示,燃烧室几何结构对缸内的流场、喷雾以及燃烧特性都有较大影响.缩口燃烧室的缸内流场强度要强于直口燃烧室,进而导致缩口燃烧室的油气混合和燃烧性能要优于直口燃烧室.

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侧架温度场的数值模拟和缺陷预测

杨智勇;韩建民;李卫京;邱桂永;王金华

. 2007, 31(4): 120-123.

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对Pro/engineer与ProCAST接口方式进行了总结,得出了合理且实用的接口方式.在此基础上,采用这种接口方式,利用ProCAST对原结构侧架和结构改变后的侧架进行了数值模拟.模拟结果表明,按原有工艺铸造结构改变后的侧架,在侧架内部没有危害性的缺陷发生.

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视景仿真系统中三维地形的实时生成方法

邓野;方卫宁;田生彩

. 2007, 31(4): 124-127.

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三维地形是虚拟自然环境中不可缺少的因素,也是虚拟仿真领域中视景系统的重要组成部分.三维地形的巨大数据量一直是视景仿真研究中的难点与热点.本文提出用函数曲面来保存地形顶点数据,在渲染开始前预先载入和计算生成地形数据,而在渲染阶段则利用视点相关LOD(Level of Detail)模型来简化渲染数据,实现大规模地形网格的绘制.实验结果表明,该方法能有效减少实时绘制时的计算量,提高绘制速度,较好地保证了大规模三维地形的实时生成效果.

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移动式排烟机对地铁车站火场排烟的作用

毛军;吕华;李胜利;李卫军

. 2007, 31(4): 128-130.

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当地铁车站发生火灾时,在火场中保证一条安全的通道对于乘客疏散逃生和消防人员灭火救援都是至关重要的.本文采用FDS软件,计算模拟了北京地铁某典型车站在无车站固定机械排烟设施的情况下,通过自然排烟和外部移动式排烟机进行排烟时的三维烟气流场,重点对出口通道的温度、风速、能见度能否满足人员疏散时的要求进行了分析,为地铁车站火场进行外部移动式排烟方式的选择和乘客疏散逃生路线的制定提供了依据.

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2007年, 第31卷, 第4期　刊出日期：2007-08-15

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