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原文传递螺旋公路隧道火灾数值模拟研究

论文题名：	螺旋公路隧道火灾数值模拟研究
关键词：	公路隧道;烟气;蔓延特性;排烟效率
摘要：	随着隧道设计理论的日趋成熟和施工技术水平的提高，现代公路隧道的线型设计不再千篇一律，冲破了过往宁直勿弯的理念，螺旋曲线公路隧道带着可克服高差、避开不良地质等优点越来越多的呈现于世人面前。曲线隧道因其隧道坡度和隧道曲率等因素的影响，火灾烟气蔓延规律势必不同于一般的直线隧道，因此，开展螺旋曲线公路隧道火灾研究具有重要意义。本文依托于四川消防研究所的螺旋曲线公路隧道缩尺试验模型，应用CFD模拟技术，对螺旋曲线公路隧道火灾烟气蔓延特性及通风排烟进行数值模拟研究。　　本文首先概述了近些年来公路隧道的发展、公路隧道火灾及其危害，分析了国内外关于公路隧道火灾的研究现状。然后，介绍了计算流体动力学理论基础和火灾湍流数值模拟理论基础，基于这些理论知识，利用CFX软件建立螺旋曲线隧道缩尺数值模型进行计算，并对比分析模拟计算结果与火灾试验结果，验证了数值分析方法的可行性。最后，开展了螺旋曲线公路隧道火灾的全尺寸数值模拟研究，主要研究内容及结果如下: 　　(1)基于计算流体动力学、传热学、燃烧学和公路隧道通风等基本理论，通过CFX软件建立了螺旋曲线公路隧道的全尺寸计算模型，并确定其边界条件。根据国内外研究成果和《公路隧道通风设计细则》，确定螺旋曲线公路隧道火灾规模和计算工况。　　(2)通过改变隧道曲率、火源位置和火灾规模等影响因素，分析了隧道内的温度场、能见到和速度场的分布规律，得出此3种因素对螺旋曲线公路隧道火灾烟气蔓延特性的影响，为其它曲线隧道的防火设计工程提供相关参考依据。　　(3)根据不同纵向风速作用下的螺旋曲线隧道火灾模拟结果，探究无自然风、有正向自然风和有逆向自然风时螺旋曲线隧道实施全射流式纵向排烟模式的有效性，给出不同纵向风速时隧道外所允许存在的自然风;分析不同诱导风作用下通风井排出式的排烟效率，得出其排烟方式的有效性并给出了相应的诱导风速建议值。
作者：	韦涛
专业：	安全工程
导师：	张泽江;张玉春
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文