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公路隧道火灾烟气流动的数值模拟
雷兵
【期刊名称】《华南理工大学学报（自然科学版）》
【年(卷),期】2008(036)002
【摘要】为满足公路隧道火灾安全体系研究方面的需要,以成都天府隧道为对象,建立了隧道火灾烟气流动的数学模型和物理模型.采用CFD方法,利用Phoenics 3.6.1软件对该工程实例在纵向通风控制条件下的火灾烟流进行了数值模拟,给出了不同纵向通风速度下火灾烟气的浓度场、温度场等的分布规律,讨论了烟气的发展情况,得到了不同区段火和烟气对人构成威胁的情况,并对隧道火灾的控制、救援和人员疏散提出了一些建议.
【总页数】6页(P64-69)
【作者】雷兵
【作者单位】西南交通大学机械工程学院,四川,成都610031
【正文语种】中文
【中图分类】X928.7
【相关文献】
1.某公路隧道火灾烟气流动和人员疏散模拟分析 [J], 王松;王子云;梁园;王军
2.长大高速公路隧道火灾烟气流动特性研究 [J], 韩冬卿
3.风门对矿井火灾烟气流动特性影响的数值模拟研究 [J], 鹿广利;田梦雅;周浩
4.高速列车火灾烟气流动与控制的数值模拟 [J], 刘新蕾;周子涵
5.高速列车火灾烟气流动与控制的数值模拟 [J], 刘新蕾;周子涵
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建筑防火设计 空气幕对隧道火灾烟气蔓延影响数值模拟梅秀娟１，张泽江１，韦 涛２，３（１．公安部四川消防研究所，四川成都６１００３６；２．广西广科消防技术服务有限公司，广西南宁５３００００；３．西南交通大学，四川成都６１００３１） 摘 要：设置火源功率为２０ＭＷ的公交车起火的火灾场景，利用ＦＤＳ模拟的方法对比分析有、无空气幕时隧道内火灾烟气蔓延情况，包括烟气浓度、温度、能见度和流速等参数的变化，研究空气幕对隧道火灾烟气蔓延特性的影响。
结果表明，火源两侧设有出口射流方向朝下、射流速度为１５ｍ／ｓ的空气幕时，火灾烟气可较好地受控于这两个空气幕形成的区域内。
关键词：空气幕；隧道火灾；射流方向；射流速度；ＦＤＳ；烟气蔓延；数值模拟中图分类号：Ｘ９１３．４，ＴＵ８３４．２，Ｕ４５９．２ 文献标志码：Ａ文章编号：１００９－００２９（２０１７）０１－００４４－０４隧道由于结构的特殊性，发生火灾极易造成人员伤亡及隧道结构破坏，因此对隧道火灾烟气蔓延特性进行研究具有现实意义。
笔者提出在隧道内设置空气幕，以阻止火灾时烟气在隧道中蔓延，并采用数值模拟方法对方案的有效性进行验证。
１ 隧道物理模型为了便于数值模拟及节省计算资源，建立简化的隧道物理模型，模型尺寸长２４０ｍ、宽１０ｍ、断面高３．５ｍ，物理模型包含隧道行车地面至排烟道隔板部分，隧道两端设为隧道开口。
隧道顶部设有排烟口，顶部排烟口间距为６０ｍ，排烟口长４ｍ（横向）、宽１．５ｍ（纵向）。
火源两侧距火源６０ｍ处均设有空气幕，空气幕长１０ｍ、宽０．１ｍ。
２ 隧道火灾场景设计假设隧道火灾为公交车起火引起，火源功率为２０ＭＷ，快速ｔ２火，火源面位于隧道正中央处。
为了考察空气幕对隧道火灾烟气蔓延的影响，考虑两种火灾情况，一种是无空气幕的情况下隧道内火灾烟气蔓延情况，一种是有空气幕的情况下隧道内火灾烟气蔓延情况。
因此，设计火灾场景Ａ和火灾场景Ｂ。
两种火灾场景的具体设置如下：火灾场景Ａ：假设发生火灾时，隧道顶部排烟，不启动空气幕。
第26卷第1期铁 道 学 报V ol.26 N o.1 2004年2月JOURNA L OF THE CHI NA RAI LW AY S OCIETY February2004文章编号:100128360(2004)0120124205运行旅客列车隧道火灾模型实验及数值模拟徐志胜, 周 庆, 徐 (中南大学防灾科学与安全技术研究所,湖南长沙 410075)摘 要:旅客列车在隧道内发生火灾时,火灾烟气运动状况直接影响旅客的人身安全。
本文利用风洞提供的流场模拟列车在隧道中运行的速度场,制作了1∶5的旅客列车卧铺车厢,在车厢模型中加入等比例的火灾载荷,对运行旅客列车在隧道内发生火灾进行了缩尺模拟实验,并用商业CFD软件PH OE NICS3.5对实际情况进行了简化数值模拟,研究了不同情况下旅客列车火灾特征及火灾中烟气蔓延规律,提出了满足火灾救援和旅客人员疏散的要求。
关键词:旅客列车;隧道火灾;模型实验;数值模拟中图分类号:U279.5 文献标识码:AFire Model Experiment and Numerical Simulation ofP assenger T rains Running in TunnelsX U Zhi2sheng, ZH OU Qing, X U Y u(Disaster Prevention Science and Safety T echnology Institute,Central S outh University,Changsha410075,China)Abstract:When fires break out in a passenger train traveling in tunnels,the m ovement of the sm oke directly affects safety of passengers.As included in this paper,the speed field of the train traveling in tunnels is simulated by the flow field of the air tunnel,a kind of passenger sleeping carriage is designed with the proportion of1∶5,a fire load is added to the train m odel with an equivalent proportion,and a simulated reduced2scale experiment is carried out on the fire broken out on a traveling passenger train in a tunnel.Sim plified numerical simulation is made with the use of the commercial CFD s oftware PH OE NICS 3.5.The characteristics of fires in passenger trains and the spreading rules of the sm oke in fire are studied.The requirements for fire rescue and passenger evacuation are als o put forward.K ey w ords:passenger train;tunnel fire;simulated experiment;numerical simulation 铁路隧道是铁路运输的咽喉要道,列车一旦在隧道内发生重大火灾,其后果将十分严重。
公路隧道火灾通风排烟方式的数值模拟研究的开题报告一、研究背景公路隧道作为交通建设的重要组成部分，其安全性成为广大民众关注的焦点。
隧道火灾作为一种常见事故隐患，往往给隧道通行带来不良影响。
在隧道火灾发生时，保证隧道内部的通风排烟系统能够快速高效地生效，对火源区域实现快速排烟是关键。
同时，隧道通风排烟系统的设计与改进也是保障隧道行车安全的重要方面。
二、研究目的本研究旨在通过建立公路隧道火灾通风排烟数值模拟模型，分析和比较不同通风排烟方式的效果，以期为公路隧道的通风排烟系统设计及改善提供参考。
三、研究方法本研究将以数值模拟的方式进行实验，选用已经在实际工程应用中被证明可行的“Fire Dynamic Simulator”软件进行公路隧道火灾通风排烟数值模拟。
具体研究流程包括以下几个步骤：1. 根据已有的隧道设计参数，建立公路隧道通风排烟数值模拟模型；2. 对设计好的数值模型进行验证，检验其可靠性；3. 对各种通风排烟方案进行数值模拟，比较效果，提出适合的方案；4. 分析并总结各种通风排烟方案的适用条件以及优缺点。
四、研究意义本研究通过对不同公路隧道通风排烟方式的数值模拟比较，为隧道通风排烟系统的设计以及改善提供科学依据，具有借鉴意义。
同时，对公路隧道的安全性提升也有一定贡献。
五、研究进展目前已完成公路隧道通风排烟数值模拟模型的初步设计，正在进行模型的优化和验证。
计划在未来几个月内进行仿真实验并得出研究结论。
六、结论通过本次公路隧道火灾通风排烟方式的数值模拟研究，可以得出公路隧道通风排烟系统的适用条件和优化方案，对于未来的隧道设计和改进具有指导意义。
长大公路隧道火灾烟流性态的三维瞬态数值模拟研究的开题报告一、选题背景及意义公路隧道火灾是交通领域中的重大安全问题，隧道长、封闭性强、通风差等因素导致火灾烟气的排放难度大，增加了救援难度，更加危险且容易造成人员伤亡和财产损失。
因此，准确预测火灾烟流性态及其传递规律，对于提高隧道火灾应急救援效率和保障人民生命财产安全至关重要。
二、研究目的本文将运用计算流体力学（CFD）方法，通过建立隧道火灾烟气三维模型，并模拟烟流传输规律，实现了对隧道火灾烟流态势的准确预测和模拟，为隧道火灾的应急救援提供依据和支持，具有重要的科学价值和实际意义。
三、研究内容本文将通过以下步骤实现研究目标：1. 建立隧道火灾烟气的三维模型。
2. 运用CFD方法，模拟隧道火灾烟流传输规律，并分析烟流速度、温度、压力等参数的变化规律。
3. 研究不同隧道环境情况下烟流运动规律的变化，探究隧道不同尺寸和形状对烟流扩散的影响，以及烟流最终扩散带来的影响。
4. 探究烟流运动规律对人员逃生和救援的影响，分析不同救援方案下的逃生时间和效率。
四、预期成果本文将实现对隧道火灾烟流态势的准确预测和模拟，并对隧道火灾应急救援提供依据和支持，具有重要的科学价值和实际意义。
五、研究方案本文使用ANSYS FLUENT软件来建立模型，模拟隧道火灾烟流的传输规律。
首先建立合适的计算网格，然后设定边界条件，最后进行数值模拟。
通过对模拟结果的分析和比较，得出烟流运动规律对于应急救援的影响规律，提出相应的解决方案，为隧道火灾应急救援提供依据和支持。
六、预期难点1. 建立大规模火灾烟流三维模型，包括考虑多种交通工具运动对流场的干扰。
2. 烟气传输过程的数值计算准确性及稳定性问题。
3. 对烟流速度、温度、压力等参数的变化规律的研究。
七、研究时间研究周期为12个月，具体安排如下：第一月：文献调查、技术准备和研究计划制定第二至四月：建立模型和网格划分第五至八月：计算和模拟分析第九至十月：实验数据的处理和分析第十一至十二月：论文写作，成果发布八、参考文献1. 李帅，常昊，张净，矢远航. 公路隧道火灾烟气扩散数值模拟研究综述[J]. 科技通报，2021, 37(03):7-12.2. 史章超，刘小飞，何红霞. 隧道火灾烟气数值模拟及计算流体力学研究综述[J]. 现代交通技术，2020, 58(08):63-67.3. 李峰，胡波，张杨. 公路隧道火灾烟气传输规律数值模拟研究[J]. 海外出版，2020, 24(05):15-20.。
