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D0I:10.13374/i.issn1001-053x.2001.06.005 第23卷第6期 北京科技大学学报 Vol.23 No.6 2001年12月 Journal of University of Selence and Technology Beijing Dec.2001 黄金分割法求解火源特性区间临界点 朱红青周心权邬燕云 中国矿业大学北京校区资源开发工程系采矿教研室,北京100083 摘要在利用定性定量综合分析法和火源特性区间法确定火灾控风方案时,因火灾强度的 变化,造成火源特性区间出现1次临界点。采用黄金分剖法搜素该临界点,能提高瘦素效率,从 而大大诚少定量计算量 关铺词黄金分割:临界点;火源特性区间 分类号TD752 1问题的提出 火灾时期,只要火源实际强度与估计火源强度 位于同一区间,即使两者相差较大,由估计火源 矿井发生火灾时,救灾决策者希望能解决 以下3个问题:①及时获取可靠的火灾灾变状 强度确定的控风方案,在方案实施后,仍能达到 态动态变化的有关信息,如风量、风向、风温、烟 预定的控风效果,较好地弥补了火源强度估计 流蔓延范围和浓度等参数变化;②通过相关技 失实所造成的控风误差.把火源强度估计值与 术,确定旨在安全撤人数灾的控风方案;③及时 实际值之间的点与点对应的严格要求关系,转 变为估计值(一定范围内有效)与实际值区间对 安全实施控风方案. 点对应的宽松要求关系. 针对上述问题,研究了火灾非稳态灾变状 态模拟技术,并开发了相应的软件,帮助了解火 相对于火灾强度,关键是要寻找特性区间, 而确定特性区间,则要寻找火源特性区间临界 灾时期风流状态动态变化;应用风流定性控制 方法帮助决策者确定控风方案和避灾或救灾路 点.由于在特性区间寻找1次临界点,就要用火 线;应用火源特性区间法初步解决矿井火灾火 灾模拟软件进行1次全风网的动态模拟,所以 要求寻找的次数越少越好, 源燃烧特性难以估计的问题,其确定控风方案 的具体流程如下:①确定火源位置,计算火灾强 临界点的求解是个一维搜索问题,目前主 度:②模拟火灾影响(包括烟流侵人工作地点的 要采用试探法,即一端逼近搜索法和两端逼近 时间,有毒气体浓度,风流逆转位置、时间等):③ 搜索法.该法缺点是试算次数多,计算工作量巨 确定火灾控风方案(包括控风设施的数目、位置、 大.为了减少计算量,本文将讨论利用黄金分割 风阻大小):④棋拟控风效果,优选控风方案. 法求解火源特性区间的临界点 在利用火源特性区间法解决火源强度难以 2应用黄金分割法搜索火灾特性区 估计的问题时,主要考虑了火灾时期的控风与 正常时期的风量调节有一个重要区别:正常时 间的临界点 期风量调节以风量控制为主,保证风量适应生 对于下单峰函数y=ft),在区间[a,b]有惟 产要求;火灾时期控风以风向控制为主,保证烟 一极值,根据Fibonacci搜索方法,其第I次缩短 流不污染避灾路线.所以,以控制风向为主的控 时,2个搜索试点的位置如图1. 风设施有较大的调节范围,即对于火灾控制,若 火灾火源强度处于某一特定范围内,火灾对矿 (b) ha-at2-a (1) 井某些巷道风向的影响不变.因为在同一火源 强度区间内,控风方案对风向产生相同影响.在 式中,Fn,Fa-,Fa-一Fibonacci数,由表1查得; 收稿日期200106-04朱红青男,30岁.博土生 a,b,一搜索区间初值;i,h一2个搜索试点的 *北京市自然科学基金资助No.8992010) 位置.第 第 期 年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 。 加 触 盯 恤 ‘ 刃峡 黄金分割法求解火源特性区 间临界点 朱红青 周心 权 乌砰燕云 中国矿业大学北京校区资源开发工程系采矿教研室 , 北京 摘 要 在利用定性定量综合分析法和火源特性 区 间法确定火灾控风方案时 , 因火灾强度的 变化 , 造成火 源特性 区 间 出现 次 临界点 采用 黄金分割法搜索该临 界点 , 能提 高搜索效率 , 从 而大大减少 定量计算量 关扭词 黄金分割 临界点 火源特性 区 间 分类号 问题的提 出 矿井发生火 灾时 , 救 灾 决策者希 望能解决 以 下 个 问题 ①及 时获取可 靠的火灾灾变状 态动 态变化的有关信息 , 如风量 、 风 向 、 风温 、 烟 流蔓延 范 围和 浓 度等参数变 化 ②通 过相 关技 术 , 确定 旨在安全撤人救灾 的控风 方案 ③及 时 安全实施控风 方案 针对上 述 问题 , 研究 了火 灾非稳 态灾 变状 态模拟技术 , 并开发 了相应的软件 , 帮助 了解火 灾 时期风 流状态 动态 变化 应用 风 流 定性控制 方法 帮助决策者确定控风方案和避灾或救灾路 线 应用 火 源 特性 区 间 法初 步解 决 矿井火 灾火 源燃烧特性难 以估计 的 问题 , 其确定控风 方案 的具体流程如下 ①确定火源位置 , 计算火灾强 度 ②模拟火灾影 响 包括烟流侵人工作地 点的 时间 , 有毒气体浓度 , 风流逆转位置 、 时间等 ③ 确定火灾控风方案 包括控风设施的数 目 、 位置 、 风阻大小 ④ 模拟 控 风效果 , 优选 控 风方 案 在利 用 火 源 特性 区 间 法解决火 源 强 度难 以 估计的问题 时 , 主要考虑 了火灾 时期 的控风与 正 常时期的风量调 节有一个重要 区别 正 常时 期风量 调 节 以 风量控制为主 , 保证风 量适应 生 产要求 火灾 时期控风 以 风 向控制为 主 , 保证烟 流不 污染避灾路线 所 以 , 以控制风 向为主 的控 风设施有较大 的调 节 范围 , 即对 于火 灾控制 , 若 火 灾火 源 强 度 处 于 某 一 特定范 围 内 , 火灾 对矿 井 某 些 巷道 风 向 的 影 响 不 变 因 为 在 同一 火源 强度 区间 内 , 控风方案对风 向产生相 同影 响 在 火 灾 时期 , 只要火源 实 际 强度 与估计火 源 强 度 位于 同一 区间 , 即使两者相差较大 , 由估计火 源 强度确定的控风方案 , 在方案实施后 , 仍能达到 预定 的控风 效果 , 较 好地弥 补 了火 源 强 度估计 失 实所造成 的控风误差 把火 源 强 度估计值与 实际 值之间的点 与点对应 的严格要 求关系 , 转 变为估计值 一定范围内有效 与实际值区 间对 点对应 的宽松要求关系 相对于火灾强度 , 关键是要寻找特性 区 间 , 而 确定特性 区 间 , 则要 寻找火源 特性 区 间临界 点 由于在特性 区 间寻找 次 临界点 , 就要用 火 灾模拟软件进行 次全风 网的动态模拟 , 所 以 要 求寻找 的次数越 少越好 临界 点 的求解是个一 维搜索问题 , 目前主 要采 用 试探 法 , 即一端逼 近搜索法 和 两端逼 近 搜索法 该法缺点是试算次数多 , 计算工作量 巨 大 为了减少计算量 , 本文将讨论利用 黄金分割 法求解火源 特性 区 间的临界点 应用黄金分割法搜索火灾特性区 间的临界点 对于下 单峰 函数 厂了 , 在 区 间 【 , 有惟 一极值 , 根据 搜索方法 , 其第 次缩短 时 , 个搜索试点的位置如 图 ,一 ” 。 令 。 一 。, 。 一 令 一 收稿 日期 刁 刊 朱红 青 男 , 岁 , 博 士比 北京市 自然科学 基金 资助困 式 中六 , 凡 一 , , 一 一 数 , 由表 查得 口。 , 。 一搜 索 区 间 初 值 , , ‘ 一 个搜 索试点 的 位 置 DOI :10.13374/j .issn1001-053x.2001.06.005
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