送审稿
专家1意见
文章利用Kaimal谱函数和谐波叠加法构建了非稳态风速的脉动时程,基于数值模拟研究不同风速和湍流强度的油池火热辐射强度时空分布规律和累积概率特征,研究成果可为复杂风场下大尺度油池火的热辐射研究与人员风险防控提供理论依据。文章较为新颖,文字表达符合学术要求,研究内容丰富,论据充分,参考文献引用准确完整。具体修改意见如下:
1、本文使用实验数据对模拟进行了验证,但未提及实验具体参数及布置,实验与模拟设置是否一致?请详细介绍实验相关信息。
2、图4是否为实验数据,请补充说明相关信息。
3、模拟中风速设置为5、10、15m/s,依据是什么?即这3种风速具有何种代表性。此外,请说明模拟中其他参数的设置依据。
4、本文选用Kaimal谱函数对脉动风速进行时程模拟,选择依据是什么?即目前针对脉动风速有哪些常用函数,该函数具有哪些优缺点。
5、本文的研究重点为非稳态环境风,环境风参数众多,如风向、风速、湍流强度、湿度等,本文仅使用风速与湍流强度描述环境风,是否合理?或者本文主题是否可以更准确。
6、本文为油池火及人员风险数值模拟研究,针对人员风险,其本质仍是热辐射强度研究,是否合理?人员风险包括热辐射、烟气、燃烧、爆炸等一系列因素。
7、针对于环境风对油池火影响,前人们做了一定研究,本文在前人基础上,进行了哪些方面创新,结论有何创新性指导意义,请详细说明。
专家2意见
该文针对实际火灾场景中常见的非稳态环境风作用,利用Kaimal谱函数和谐波叠加法构建了非稳态风场,结合FDS数值模拟软件,研究了不同风速和湍流强度对大尺度柴油池火热辐射特性及人员风险的影响。选题具有重要的工程应用价值和现实意义,填补了现有研究多基于稳态风假设的不足。文章结构完整,逻辑清晰,数据分析详实,得出的结论对复杂风场下油池火的人员疏散与风险防控具有一定的指导意义。修改与完善建议如下:
1. 2.1.1节的公式(1)中出现了变量v*,但在公式下方的变量解释中(式中,Si(H, f)为……)遗漏了对v*的明确定义和取值说明。建议补充完整,以保证理论部分的严谨性。
2. 表2中参数“质量损失速率”的单位为“kg/m2/s”,按照学术规范,建议修改为kg/(m2•s)或kg•m-2•s-1以增强规范性。
3. 建议检查参考文献的格式是否统一。例如参考文献[4]的网址格式建议规范化。
4. 作者明确了现有研究多集中于恒定风速,而对非稳态风研究较少的现状。文章引入湍流强度作为关键变量,区分了“风速”与“风湍流特性”对热辐射波动的不同主导机制。但在引言部分,建议进一步补充说明非稳态风(特别是湍流强度)是如何改变火焰形态的。
5. 作者进行了网格敏感性分析和模型验证(与全尺寸实验数据对比),但在验证部分(图2d),作者提到“近火场烟气浓度较大,烟气颗粒对热辐射的吸收与散射作用明显,导致热流计接收的热辐射强度下降;远火场烟气浓度较小,模拟与实验吻合良好。”建议补充讨论在“人员安全距离”通常所在的远火场区域,模拟结果与实验数据的定量误差范围(如相对误差百分比),以增强风险评估结果的可信度。
6. 文章2.1.3节提到在水平面1.5m处布置了热流计阵列以评估人员风险。虽然在消防工程中1.5m通常代表人体面部等易受辐射损伤的特征高度,但文中并未对其设定依据进行说明。建议用一句话简要补充设置1.5m高度的生理学或人体工程学依据。
7. 文章在2.1.4节中提到使用无量纲数R来评估网格分辨率,并设定燃烧区域采用0.5m网格(R=12.75)。建议简要补充是否进行了其他尺寸网格(如0.25m或1.0m整体网格)的对比试算,使模拟结果更具说服力。
8. 在2.1.5节的模型数据与全尺寸实验数据对比中,作者选取了50m2柴油池火在5m/s风速下的实验数据进行验证。建议明确该对比实验数据(文献[2])中风场的实际湍流强度是否已知。虽然文章提到“5%湍流强度下的模拟结果与实验数据误差最小,这与实验风场设置的条件一致”,若能简要说明实验本身的风场测量数据,将更有力地支撑模型的准确性。
9. 在2.1.5节的模型验证部分,作者仅采用了5m/s风速下的全尺寸实验数据进行对比验证。然而,本文的核心计算工况包含了高达10m/s和15m/s的大风速场景。大风速下火焰的倾斜角、空气卷吸机制和热辐射分布与低风速差异显著。如有可能,建议作者补充高风速下的验证数据,或者在文中客观说明目前模型在高风速外推应用时可能存在的局限性。
10. 图5-7展示了风速与热辐射随时间的变化,由于曲线较多,建议在图中用明显的不同颜色或线型区分不同距离和不同湍流强度的工况,或者在图注中增加更详细的说明,以便读者阅读。
专家3意见
具体审稿意见如下:
该论文针对现有油池火研究多基于稳态风假设的不足,引入Kaimal谱和谐波叠加法构建非稳态脉动风速时程,系统研究了不同平均风速与湍流强度组合下大尺度油池火热辐射的时空分布、累积概率特征及人员安全距离。研究选题具有明确的工程背景与安全价值,数值模型构建严谨,所得结论如Logistic模型拟合、高低湍流强度下热辐射波动主导机制的区分等具有较好的理论深度和实用参考意义。然而,仍有一些细节需要完善,建议在接受发表前进行小的修改,意见如下:
1. 参考文献[27][28]应该一起引用,而非分开
2. 图1的格式是否正确?包括图题的位置以及图中的字体格式。
3. 3.1节结论指出低湍流强度下热辐射波动更剧烈(由火焰自身特性主导),而3.2节描述为“低湍流强度的累积概率分布更为均匀”。两者虽无直接矛盾(波动剧烈可能同时伴随整体高强度),但表述跳跃易使读者困惑两者间的因果关联。建议补充必要的解释说明.
4. 根据第3.3节所研究的内容,标题改为“不同非稳态风条件下人员安全距离分析”是否更合适?