近年來,醫(yī)院、車站、商場等公共建筑朝著規(guī)模巨大化、功能復(fù)雜化發(fā)展,建筑體量的增大和復(fù)雜功能的整合使建筑物內(nèi)的人群構(gòu)成更加復(fù)雜,此類人員密集場所的安全疏散問題也更加復(fù)雜,成人、老人、兒童具有較大的身體狀態(tài)差異,身體尺寸差異是其中最明顯的一點(diǎn)。在疏散發(fā)生擁堵時,行人相互碰撞排擠,老人和兒童相對成年人處于明顯的劣勢,因此存在尺寸差異的混合人群疏散運(yùn)動的研究在建筑物疏散安全設(shè)計(jì)中至關(guān)重要。然而目前有關(guān)人群疏散問題的研究,多關(guān)注綜合各種影響因素討論疏散效率、疏散時間等問題,鮮有關(guān)注尺寸差異對運(yùn)動特性的影響現(xiàn)象和機(jī)理分析的研究。本文關(guān)注人群中有尺寸差異的個體混合時對疏散過程及疏散效率的影響,通過社會力模型對二元混合（兩種個體尺寸）的模擬,發(fā)現(xiàn)存在大個體排擠小個體的分層現(xiàn)象,主要研究內(nèi)容如下:首先在對比人群運(yùn)動與顆粒物質(zhì)的群體運(yùn)動中發(fā)現(xiàn),兩種群體運(yùn)動在描述方法、運(yùn)動機(jī)制、宏觀現(xiàn)象等方面具有很高的相似性,因此引入非均勻顆粒體系中描述混合-分離過程中分層程度的混合熵,來描述人群疏散運(yùn)動的分層程度。并參考顆粒分層機(jī)理----非均勻顆粒體系運(yùn)動分層的“巴西果”效應(yīng),用慣性機(jī)制對人群中的分層現(xiàn)象進(jìn)行解釋,然后... 

【文章來源】：西安建筑科技大學(xué)陜西省

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

“巴西果效應(yīng)”（a）與“反巴西果”效應(yīng)（b）[18]

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文10切向分力大于該乘積時，兩顆粒將在接觸表面發(fā)生滑動。圖1.2彈性-阻尼模型，(a)圖為彈簧阻尼器，(b)圖為滑動阻尼器因此碰撞接觸力可由彈性-阻尼方程表示：n,ijnnnn,ijF=kδv，t,,,,,/tttijnijsnijtttijsnijkff=δvFFδδF，F(xiàn)，v表示速度（矢量），nδ表示位移變形（矢量），k表示材料的剛度，和f分別表示碰撞阻尼系數(shù)和滑動阻尼系數(shù)。下標(biāo)ij表示顆粒ij之間，i和j分別表示顆粒i和j，n代表法向，t代表切向，s代表滑動。2010年，劉石等[59]用DEM方法模擬了顆粒斜板上的運(yùn)動和分層過程，討論了斜板表面粗糙度的影響。2013年，ShengliWu等[60]對加料過程進(jìn)行模擬，計(jì)算了大規(guī)模顆粒群通過三維V形料斗的運(yùn)動和分層現(xiàn)象，分析結(jié)果表明大、小顆粒比重不同以及料斗的形狀都會導(dǎo)致不同的分層程度，影響加料效率。2017年，DizheZhang等[61]模擬了呈倒錐形囤積的顆粒群運(yùn)動，引入分層系數(shù)M（mixingindex）量化分層程度，并用對流機(jī)制解釋了分層現(xiàn)象。近年來，對顆粒物質(zhì)分層現(xiàn)象和“巴西果”效應(yīng)的研究主要借助先進(jìn)的計(jì)算資源和成熟的仿真模型。借此研究人員開始討論大規(guī)模顆粒物質(zhì)運(yùn)動，為了研究顆粒物質(zhì)的局部運(yùn)動細(xì)節(jié)，微觀仿真模型被廣泛應(yīng)用，且在成熟的仿真模型基礎(chǔ)上不斷有改進(jìn)方案提出。1.2.4顆粒群體運(yùn)動的分層機(jī)制顆粒體系的運(yùn)動研究有不同的描述方法，相對應(yīng)的，對其分層機(jī)制的探索也主要集中在幾何、力學(xué)和能量等方面。（1）能量分層機(jī)制不同于孤立系統(tǒng)的熵增原理，在開放系統(tǒng)平衡態(tài)體系中，內(nèi)部的排列組合總

西安建筑科技大學(xué)碩士學(xué)位論文13差異對整體疏散時間的影響：尺寸差異帶來的擁堵和理論幾何疏散時間的減小，相互競爭使得整體疏散時間存在最小值。然后，按照中國人體尺寸標(biāo)準(zhǔn)取值，將模擬條件設(shè)置得更接近實(shí)際，討論了不同尺寸占比對整體疏散時間的影響。發(fā)現(xiàn)：當(dāng)小個體行人與數(shù)量占優(yōu)的大個體人群混合進(jìn)行疏散時，他們在競爭中會一直處于劣勢。最后，本文將問題拓展至多元混合（多種個體尺寸）人群，探論了出口寬度的綜合影響。表明：在門寬較小時，個體尺寸差異對整體疏散時間的影響更大，且小個體到達(dá)出口的時間更晚。本文研究所采用的技術(shù)路線如圖1.3所示。圖1.3本文研究技術(shù)路線圖


本文編號：2913981