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地铁列车车厢内部火灾的特性研究
| 论文题名： | 地铁列车车厢内部火灾的特性研究 |
| 关键词： | 地铁列车火灾;静止火源;烟气特性;数值模拟 |
| 摘要： | 地铁是一座城市融入国际大都市现代化交通的显著标志，它不仅是一个国家的国力和科技水平实力的展现，而且是解决大都市交通紧张状况最理想的交通方式。由于地铁客流量大、人员集中、车厢密集度大、活动空间小，当列车处于高速运动状态时，一旦发生火灾，极易造成群死群伤，火势发展迅速，燃烧蔓延较快。当列车车厢内部发生火灾时，短时间内产生大量的燃烧热和浓烟雾，由于地铁列车的车座、顶棚及其他装饰材料大多可燃烧，容易造成火势蔓延扩大，烟气在列车车厢内会迅速蔓延，并且在短时间内充满整个车厢，造成重大的人员伤亡和经济损失。 目前，对于地铁列车火灾的研究方法主要有以下三种:全尺寸试验、模型实验和数值模拟。虽然全尺寸试验和模型试验可以为地铁列车火灾控制提供一系列相对准确的数据，但都会耗费大量的人力和物力。另外，试验的工况是有限的，因而计算机数值模拟成为了研究地铁列车火灾的一种重要的手段。实体地铁列车火灾实验费用高、难度大、周期长，对比之下，计算机数值模拟研究投资较少、周期较短以及可重复性好。与此同时，数值模拟方法简单易操作，利用计算流体力学模拟技术CFD设计地铁列车火灾和防排烟系统取得了一定的成果，因此数值模拟是消防设计人员设计烟控系统的主要方法。 本文是结合北京市自然基金资助项目“地铁列车在隧道内着火后继续行驶的火灾安全控制研究”的研究内容，以北京某地铁为研究对象，主要通过数值模拟方法对地铁列车静止条件下车厢内部火灾进行研究分析。本文利用FDS软件对一模型实验进行数值模拟，对比实验数据，验证火灾模型的准确性和适用性。在此基础之上，再次利用FDS软件对地铁车厢内部火灾进行数值模拟，分析在车厢内部和外部环境同时作用下，车厢门开启前后车厢内烟气流动规律。结果表明:车厢门开启前，车厢内烟气温度高、浓度大、能见度低;车厢门开启后，由于车厢内压强大于外环境压强，着火车厢内烟气迅速向车厢外部溢出。火源热释放速率为3MW的工况下，在车厢内火源开始燃烧40s内，人员可以迅速向相邻车厢进行疏散。 |
| 作者： | 顾丛汇 |
| 专业： | 流体力学 |
| 导师： | 毛军 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
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