CN116934983A - 一种火场环境模拟与虚拟构造方法及系统 - Google Patents

一种火场环境模拟与虚拟构造方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明公开一种火场环境模拟与虚拟构造方法及系统，该方法包括：获取建筑物的平面图和立面图，构建所述建筑物的建筑物三维模型，将所述建筑物三维模型划分为多个区域，并为每个区域设置尺寸和位置，其中，所述多个区域包括：多个房间、多个走廊和多个楼梯；设置火源位置和火源信息，设置火场环境模拟模型，并模拟烟气的质量随时间和空间的变化、烟气的速度随时间和空间的变化、烟气的温度随时间和空间的变化、烟气中其他物质浓度的变化和烟气总质量浓度随时间的变化，其中，所述火场环境模拟模型由质量变化模型、速度变化模型、温度变化模型、其他物质变化模型和总质量浓度变化模型组成。

Description

一种火场环境模拟与虚拟构造方法及系统
技术领域
本发明属于火场环境模拟与虚拟构造技术领域，更具体地，涉及一种火场环境模拟与虚拟构造方法及系统。
背景技术
火场烟雾模拟是一种用于模拟火灾爆发后烟雾传播和扩散的技术。这种模拟通常是基于数值模型，结合火场的特定参数，如火源的位置、燃烧速率、风向风速、建筑物结构等。利用这些信息，模拟软件可以预测火灾发生后烟雾的扩散范围和路径，帮助消防部门做出更明智的应对和疏散决策。
但是现有技术中对多区域复杂环境的火场烟雾模拟精确度不够。
发明内容
为解决以上技术特征，本发明提出一种火场环境模拟与虚拟构造方法，包括：
获取建筑物的平面图和立面图，构建所述建筑物的建筑物三维模型，将所述建筑物三维模型划分为多个区域，并为每个区域设置尺寸和位置，其中，所述多个区域包括：多个房间、多个走廊和多个楼梯；
设置火源位置和火源信息，设置火场环境模拟模型，并模拟烟气的质量随时间和空间的变化、烟气的速度随时间和空间的变化、烟气的温度随时间和空间的变化、烟气中其他物质浓度的变化和烟气总质量浓度随时间的变化，其中，所述火场环境模拟模型由质量变化模型、速度变化模型、温度变化模型、其他物质变化模型和总质量浓度变化模型组成。
进一步的，所述质量变化模型为：
，
其中，为烟气的密度，为时间，为烟气的速度场，为除产生初始火源的物 质之外的其他物质的质量源项。
进一步的，所述速度变化模型为：
，
其中，为烟气的密度, 为时间，为烟气的速度场,为烟气的动力粘度，为 重力加速度，为其他的外部力。
进一步的，所述温度变化模型为：
，
其中，为烟气的密度, 为时间，为烟气的速度场,为烟气的温度，为烟气 的热导率，为除初始火源的其他热源项产生或吸收的能量。
进一步的，所述其他物质变化模型为：
，
其中，为烟气中其他物质的质量浓度，为时间，为烟气的速度场，为烟气中 其他物质的扩散系数，为烟气中其他物质的源项。
进一步的，所述总质量浓度变化模型为：
，
其中，为烟气的总质量浓度，为时间，为初始火源的烟气释放率，为烟气 的质量消耗率。
进一步的，采用时间步进算法进行数值模拟，模拟火场烟气的传播过程，其中，时间步进算法为显式欧拉方法。
进一步的，还包括：为每个区域设定边界条件，所述边界条件包括墙壁、地板和天花板的表面的热通量和质量传递。
进一步的，还包括：获取每个区域的材料热传导系数和密度，同时设置室内外气温差和通风系统的风速，用于描述建筑物内的空气流动情况。
本发明还提出一种火场环境模拟与虚拟构造系统，包括：
三维建模模块，用于获取建筑物的平面图和立面图，构建所述建筑物的建筑物三维模型，将所述建筑物三维模型划分为多个区域，并为每个区域设置尺寸和位置，其中，所述多个区域包括：多个房间、多个走廊和多个楼梯；
模拟模块，用于设置火源位置和火源信息，设置火场环境模拟模型，并模拟烟气的质量随时间和空间的变化、烟气的速度随时间和空间的变化、烟气的温度随时间和空间的变化、烟气中其他物质浓度的变化和烟气总质量浓度随时间的变化，其中，所述火场环境模拟模型由质量变化模型、速度变化模型、温度变化模型、其他物质变化模型和总质量浓度变化模型组成。
进一步的，所述质量变化模型为：
，
其中，为烟气的密度，为时间，为烟气的速度场，为除产生初始火源的物 质之外的其他物质的质量源项。
进一步的，所述速度变化模型为：
，
其中，为烟气的密度, 为时间，为烟气的速度场,为烟气的动力粘度，为 重力加速度，为其他的外部力。
进一步的，所述温度变化模型为：
，
其中，为烟气的密度, 为时间，为烟气的速度场,为烟气的温度，为烟气 的热导率，为除初始火源的其他热源项产生或吸收的能量。
总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明通过获取建筑物的平面图和立面图，构建所述建筑物的建筑物三维模型，将所述建筑物三维模型划分为多个区域，并为每个区域设置尺寸和位置，其中，所述多个区域包括：多个房间、多个走廊和多个楼梯；设置火源位置和火源信息，设置火场环境模拟模型，并模拟烟气的质量随时间和空间的变化、烟气的速度随时间和空间的变化、烟气的温度随时间和空间的变化、烟气中其他物质浓度的变化和烟气总质量浓度随时间的变化，其中，所述火场环境模拟模型由质量变化模型、速度变化模型、温度变化模型、其他物质变化模型和总质量浓度变化模型组成。本发明能够通过对火场进行建模，并且通过火场环境模拟模型，能够对火场中的烟雾进行准确模拟。
附图说明
图1是本发明实施例1的方法的流程图；
图2是本发明实施例2的系统的结构图；
图3是本发明火场烟雾模拟图。
具体实施方式
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案做详细的说明。
本发明提供的方法可以在如下的终端环境中实施，所述终端可以包括一个或多个如下部件：处理器、存储介质和显示屏。其中，存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现下述实施例所述的方法。
处理器可以包括一个或者多个处理核心。处理器利用各种接口和线路连接整个终端内的各个部分，通过运行或执行存储在存储介质内的指令、程序、代码集或指令集，以及调用存储在存储介质内的数据，执行终端的各种功能和处理数据。
存储介质可以包括随机存储介质(Random Access Memory，RAM)，也可以包括只读存储介质(Read-Only Memory，ROM)。存储介质可用于存储指令、程序、代码、代码集或指令。
显示屏用于显示各个应用程序的用户界面。
本发明公式中所有下角标只为了区分个参数，并没有实际含义。
除此之外，本领域技术人员可以理解，上述终端的结构并不构成对终端的限定，终端可以包括更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。比如，终端中还包括射频电路、输入单元、传感器、音频电路、电源等部件，在此不再赘述。
实施例1
如图1所示，本发明实施例提供一种火场环境模拟与虚拟构造方法，包括：
步骤101，获取建筑物的平面图和立面图，并使用CAD软件等构建所述建筑物的建筑物三维模型，将所述建筑物三维模型划分为多个区域，并为每个区域设置尺寸和位置，其中，所述多个区域包括：多个房间、多个走廊和多个楼梯，这些区域将在后续模拟中用于设定边界条件和材料性质，关于材料性质，本实施例获取建筑物内不同区域的材料热传导系数λ和密度ρ，同时设置室内外气温差ΔT和通风系统的风速u_v，用于描述室内的空气流动情况；
初始条件设置：
设定初始时间t=0时刻的烟气浓度C(x, y, z, t=0)和温度T(x, y, z, t=0)分布。
边界条件设定：
设定边界条件，如墙壁、地板、天花板等表面的热通量和质量传递。
步骤102，设置火源位置和火源信息，所述火源信息通过火灾调查或实验数据确定，本实施例火源信息包括：如火源温度和火源释放速率Qs，设置火场环境模拟模型，并模拟烟气的质量随时间和空间的变化、烟气的速度随时间和空间的变化、烟气的温度随时间和空间的变化、烟气中其他物质浓度的变化和烟气总质量浓度随时间的变化，其中，所述火场环境模拟模型由质量变化模型、速度变化模型、温度变化模型、其他物质变化模型和总质量浓度变化模型组成。
所述质量变化模型为：
，
其中，为烟气的密度，为时间，为烟气的速度场，为除产生初始火源的物 质之外的其他物质的质量源项，在火场烟气传播模拟中，除了烟气本身，还可能有其他物质 （如水蒸气、有毒气体等）在火灾过程中释放到烟气中，这些释放的物质将对烟气的密度产 生影响，因此，表示了这些其他物质质量释放的速率或者密度变化率，符号为数学中 的向量算子，表示对空间中的标量场或者向量场进行梯度运算，在三维空间中，梯度运算由 三个偏导数组成，分别对应空间中的x、y、z三个方向，表示烟气密度ρ随时间的变化 率，表示烟气速度场u的散度。
所述速度变化模型为：
，
其中，为烟气的密度, 为时间，为烟气的速度场,为重力加速度，为其他 的外部力，例如风力或其他外部施加的力，：烟气速度场u随时间的变化率，表示速度 随时间的时间导数，：烟气速度场u的向量点乘它的梯度，这一项描述了速度场的 非线性对流效应，负压力梯度，表示压力梯度的负方向，即压力对流体运动的阻力，：烟气速度场u的拉普拉斯算子，表示速度场的二阶空间导数，μ是烟气的动力粘度， 用于描述流体的黏性。
所述温度变化模型为：
，
其中，为烟气的密度, 为时间，为烟气的速度场,为烟气的温度， 为除 初始火源的其他热源项产生或吸收的能量，包括与火源燃烧释放的能量、其他化学反应的 能量等，：烟气温度随时间的变化率，表示温度随时间的时间导数，：烟气速度 场u的向量点乘温度梯度。这一项描述了速度场对温度传输的对流效应，：温度场T的 拉普拉斯算子，表示温度场的二阶空间导数。λ是烟气的热导率，用于描述热的传导。
所述其他物质变化模型为：
，
其中，为烟气中其他物质的质量浓度，为时间，为烟气的速度场，为烟气中 其他物质的扩散系数，用于描述这些物质在空间中的扩散行为，为烟气中其他物质的源 项，表示这些物质的产生和消耗，包括可能与火源燃烧产生的其他物质、化学反应生成的物 质等，：其他物质的质量浓度Ci随时间的变化率，表示浓度随时间的时间导数，：烟气速度场u的向量点乘物质浓度梯度，这一项描述了速度场对其他物质传 输的对流效应，：其他物质浓度Ci的拉普拉斯算子，表示浓度场的二阶空间导数。
所述总质量浓度变化模型为：
，
其中，为烟气的总质量浓度，为时间，为初始火源的烟气释放率，表示单位 时间内火源产生的烟气质量，为烟气的质量消耗率，与烟气与固体物体的相互作用等有 关，表示单位时间内烟气被其他因素消耗的质量，：烟气总质量浓度Cs随时间的变 化率，表示总质量浓度随时间的时间导数。
使用计算流体力学（CFD）等数值方法，对质量变化模型、速度变化模型、温度变化模型、其他物质变化模型和总质量浓度变化模型进行数值求解。
采用时间步进算法进行数值模拟，模拟火场烟气的传播过程，本实施例中时间步进算法采用显式欧拉方法，显式欧拉方法在火场烟气传播模拟中的具体步骤：
确定时间步长 Δt： 首先需要确定时间步长 Δt，即每一次时间迭代的时间间隔。时间步长的选择会影响模拟的稳定性和计算效率，通常需要根据问题的特性和数值求解的要求来确定。
设置初始条件： 在时间 t=0 时刻，设置初始条件，即烟气密度（ρ）、速度（u）、温度（T）以及其他物质浓度（Ci）在空间中的初始分布。这些初始条件将作为数值求解的起始点。
进行时间迭代： 从 t=0 开始，使用显式欧拉方法进行时间迭代，逐步计算每个时间步长的质量变化模型、速度变化模型、温度变化模型、其他物质变化模型和总质量浓度变化模型的数值解，图3为火场烟雾模拟图，颜色越深烟气浓度越浓。
模拟结果分析：分析数值模拟的结果，包括火场内不同楼层和区域的烟气浓度分布、温度分布和可见性变化，使用可视化和数据分析工具对模拟结果进行可视化和解释，以便更好地理解火场烟气传播的情况。
实验数据验证和调整：将模拟结果与现场实验数据或实际火灾数据进行对比，验证模拟的准确性，如果模拟结果与实验数据存在差异，则调整模型参数和边界条件，以提高模拟的可靠性。
模拟应用：基于准确可靠的模拟结果，提供火场烟气传播的预测和分析，为消防人员提供指导和决策支持。
实施例2
如图2所示，本发明实施例还提供一种火场环境模拟与虚拟构造系统，包括：
三维建模模块，用于获取建筑物的平面图和立面图，并使用CAD软件等构建所述建筑物的建筑物三维模型，将所述建筑物三维模型划分为多个区域，并为每个区域设置尺寸和位置，其中，所述多个区域包括：多个房间、多个走廊和多个楼梯，这些区域将在后续模拟中用于设定边界条件和材料性质，关于材料性质，本实施例获取建筑物内不同区域的材料热传导系数λ和密度ρ，同时设置室内外气温差ΔT和通风系统的风速u_v，用于描述室内的空气流动情况；
初始条件设置：
设定初始时间t=0时刻的烟气浓度C(x, y, z, t=0)和温度T(x, y, z, t=0)分布。
边界条件设定：
设定边界条件，如墙壁、地板、天花板等表面的热通量和质量传递。
模拟模块，用于设置火源位置和火源信息，所述火源信息通过火灾调查或实验数据确定，本实施例火源信息包括：如火源温度和火源释放速率Qs，设置火场环境模拟模型，并模拟烟气的质量随时间和空间的变化、烟气的速度随时间和空间的变化、烟气的温度随时间和空间的变化、烟气中其他物质浓度的变化和烟气总质量浓度随时间的变化，其中，所述火场环境模拟模型由质量变化模型、速度变化模型、温度变化模型、其他物质变化模型和总质量浓度变化模型组成。
所述质量变化模型为：
，
其中，为烟气的密度，为时间，为烟气的速度场，为除产生初始火源的物 质之外的其他物质的质量源项，在火场烟气传播模拟中，除了烟气本身，还可能有其他物质 （如水蒸气、有毒气体等）在火灾过程中释放到烟气中，这些释放的物质将对烟气的密度产 生影响，因此，表示了这些其他物质质量释放的速率或者密度变化率，符号为数学中 的向量算子，表示对空间中的标量场或者向量场进行梯度运算，在三维空间中，梯度运算由 三个偏导数组成，分别对应空间中的x、y、z三个方向，表示烟气密度ρ随时间的变化 率，表示烟气速度场u的散度。
所述速度变化模型为：
，
其中，为烟气的密度, 为时间，为烟气的速度场,为重力加速度，为其他 的外部力，例如风力或其他外部施加的力，：烟气速度场u随时间的变化率，表示速度 随时间的时间导数，：烟气速度场u的向量点乘它的梯度，这一项描述了速度场的 非线性对流效应，负压力梯度，表示压力梯度的负方向，即压力对流体运动的阻力，：烟气速度场u的拉普拉斯算子，表示速度场的二阶空间导数，μ是烟气的动力粘度， 用于描述流体的黏性。
所述温度变化模型为：
，
其中，为烟气的密度, 为时间，为烟气的速度场,为烟气的温度， 为除 初始火源的其他热源项产生或吸收的能量，包括与火源燃烧释放的能量、其他化学反应的 能量等，：烟气温度随时间的变化率，表示温度随时间的时间导数，：烟气速 度场u的向量点乘温度梯度。这一项描述了速度场对温度传输的对流效应，：温度 场T的拉普拉斯算子，表示温度场的二阶空间导数。λ是烟气的热导率，用于描述热的传导。
所述其他物质变化模型为：
，
其中，为烟气中其他物质的质量浓度，为时间，为烟气的速度场，为烟气中 其他物质的扩散系数，用于描述这些物质在空间中的扩散行为，为烟气中其他物质的源 项，表示这些物质的产生和消耗，包括可能与火源燃烧产生的其他物质、化学反应生成的物 质等，：其他物质的质量浓度Ci随时间的变化率，表示浓度随时间的时间导数，：烟气速度场u的向量点乘物质浓度梯度，这一项描述了速度场对其他物质 传输的对流效应，：其他物质浓度Ci的拉普拉斯算子，表示浓度场的二阶空间导 数。
所述总质量浓度变化模型为：
，
其中，为烟气的总质量浓度，为时间，为初始火源的烟气释放率，表示单位 时间内火源产生的烟气质量，为烟气的质量消耗率，与烟气与固体物体的相互作用等有 关，表示单位时间内烟气被其他因素消耗的质量，：烟气总质量浓度Cs随时间的变 化率，表示总质量浓度随时间的时间导数。
使用计算流体力学（CFD）等数值方法，对质量变化模型、速度变化模型、温度变化模型、其他物质变化模型和总质量浓度变化模型进行数值求解。
采用时间步进算法进行数值模拟，模拟火场烟气的传播过程，本实施例中时间步进算法采用显式欧拉方法，显式欧拉方法在火场烟气传播模拟中的具体步骤：
确定时间步长 Δt： 首先需要确定时间步长 Δt，即每一次时间迭代的时间间隔。时间步长的选择会影响模拟的稳定性和计算效率，通常需要根据问题的特性和数值求解的要求来确定。
设置初始条件： 在时间 t=0 时刻，设置初始条件，即烟气密度（ρ）、速度（u）、温度（T）以及其他物质浓度（Ci）在空间中的初始分布。这些初始条件将作为数值求解的起始点。
进行时间迭代： 从 t=0 开始，使用显式欧拉方法进行时间迭代，逐步计算每个时间步长的质量变化模型、速度变化模型、温度变化模型、其他物质变化模型和总质量浓度变化模型的数值解。
模拟结果分析：分析数值模拟的结果，包括火场内不同楼层和区域的烟气浓度分布、温度分布和可见性变化，使用可视化和数据分析工具对模拟结果进行可视化和解释，以便更好地理解火场烟气传播的情况。
实验数据验证和调整：将模拟结果与现场实验数据或实际火灾数据进行对比，验证模拟的准确性，如果模拟结果与实验数据存在差异，则调整模型参数和边界条件，以提高模拟的可靠性。
模拟应用：基于准确可靠的模拟结果，提供火场烟气传播的预测和分析，为消防人员提供指导和决策支持。
实施例3
本发明实施例还提出一种存储介质，存储有多条指令，所述指令用于实现所述的一种火场环境模拟与虚拟构造方法。
可选地，在本实施例中，上述存储介质可以位于计算机网络中计算机终端群中的任意一个计算机终端中，或者位于移动终端群中的任意一个移动终端中。
可选地，在本实施例中，存储介质被设置为存储用于执行实施例1方法的程序代码。
实施例4
本发明实施例还提出一种电子设备，包括处理器和与所述处理器连接的存储介质，所述存储介质存储有多条指令，所述指令可被所述处理器加载并执行，以使所述处理器能够执行一种火场环境模拟与虚拟构造方法。
具体的，本实施例的电子设备可以是计算机终端，所述计算机终端可以包括：一个或多个处理器、以及存储介质。
其中，存储介质可用于存储软件程序以及模块，如本发明实施例中的一种火场环境模拟与虚拟构造方法，对应的程序指令/模块，处理器通过运行存储在存储介质内的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述的一种火场环境模拟与虚拟构造方法。存储介质可包括高速随机存储介质，还可以包括非易失性存储介质，如一个或者多个磁性存储系统、闪存、或者其他非易失性固态存储介质。在一些实例中，存储介质可进一步包括相对于处理器远程设置的存储介质，这些远程存储介质可以通过网络连接至终端。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
处理器可以通过传输系统调用存储介质存储的信息及应用程序，以执行实施例1方法步骤；
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
在本发明所提供的几个实施例中，应所述理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的系统实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者所述技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，所述计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、只读存储介质(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储介质(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (5)

1.一种火场环境模拟与虚拟构造方法，其特征在于，包括：
获取建筑物的平面图和立面图，构建所述建筑物的建筑物三维模型，将所述建筑物三维模型划分为多个区域，并为每个区域设置尺寸和位置，其中，所述多个区域包括：多个房间、多个走廊和多个楼梯；
设置火源位置和火源信息，设置火场环境模拟模型，并模拟烟气的质量随时间和空间的变化、烟气的速度随时间和空间的变化、烟气的温度随时间和空间的变化、烟气中其他物质浓度的变化和烟气总质量浓度随时间的变化，其中，所述火场环境模拟模型由质量变化模型、速度变化模型、温度变化模型、其他物质变化模型和总质量浓度变化模型组成，其中，所述质量变化模型为：
，
其中，为烟气的密度，/>为时间，/>为烟气的速度场，/>为除产生初始火源的物质之外的其他物质的质量源项；
所述速度变化模型为：
，
其中，为烟气的密度, />为时间，/>为烟气的速度场,/>为烟气的动力粘度，/>为重力加速度，/>为其他的外部力；
所述温度变化模型为：
，
其中，为烟气的密度, />为时间，/>为烟气的速度场,/>为烟气的温度，/>为烟气的热导率，/>为除初始火源的其他热源项产生或吸收的能量；
所述其他物质变化模型为：
，
其中，为烟气中其他物质的质量浓度，/>为时间，/>为烟气的速度场，/>为烟气中其他物质的扩散系数，/>为烟气中其他物质的源项；
所述总质量浓度变化模型为：
，
其中，为烟气的总质量浓度，/>为时间，/>为初始火源的烟气释放率，/>为烟气的质量消耗率。
2.如权利要求1所述的一种火场环境模拟与虚拟构造方法，其特征在于，采用时间步进算法进行数值模拟，模拟火场烟气的传播过程，其中，时间步进算法为显式欧拉方法。
3.如权利要求1所述的一种火场环境模拟与虚拟构造方法，其特征在于，还包括：为每个区域设定边界条件，所述边界条件包括墙壁、地板和天花板的表面的热通量和质量传递。
4.如权利要求1所述的一种火场环境模拟与虚拟构造方法，其特征在于，还包括：获取每个区域的材料热传导系数和密度，同时设置室内外气温差和通风系统的风速，用于描述建筑物内的空气流动情况。
5.一种火场环境模拟与虚拟构造系统，其特征在于，包括：
三维建模模块，用于获取建筑物的平面图和立面图，构建所述建筑物的建筑物三维模型，将所述建筑物三维模型划分为多个区域，并为每个区域设置尺寸和位置，其中，所述多个区域包括：多个房间、多个走廊和多个楼梯；
模拟模块，用于设置火源位置和火源信息，设置火场环境模拟模型，并模拟烟气的质量随时间和空间的变化、烟气的速度随时间和空间的变化、烟气的温度随时间和空间的变化、烟气中其他物质浓度的变化和烟气总质量浓度随时间的变化，其中，所述火场环境模拟模型由质量变化模型、速度变化模型、温度变化模型、其他物质变化模型和总质量浓度变化模型组成，其中，所述质量变化模型为：
，
其中，为烟气的密度，/>为时间，/>为烟气的速度场，/>为除产生初始火源的物质之外的其他物质的质量源项；
所述速度变化模型为：
，
其中，为烟气的密度, />为时间，/>为烟气的速度场,/>为烟气的动力粘度，/>为重力加速度，/>为其他的外部力；
所述温度变化模型为：
，
其中，为烟气的密度, />为时间，/>为烟气的速度场,/>为烟气的温度，/>为烟气的热导率，/>为除初始火源的其他热源项产生或吸收的能量；
所述其他物质变化模型为：
，
其中，为烟气中其他物质的质量浓度，/>为时间，/>为烟气的速度场，/>为烟气中其他物质的扩散系数，/>为烟气中其他物质的源项；
所述总质量浓度变化模型为：
，
其中，为烟气的总质量浓度，/>为时间，/>为初始火源的烟气释放率，/>为烟气的质量消耗率。
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