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原文传递螺旋隧道火灾通风数值模拟研究

论文题名：	螺旋隧道火灾通风数值模拟研究
关键词：	螺旋隧道;火灾通风;数值模拟;临界风速
摘要：	随着我国隧道事业的发展，隧道的曲率半径越来越小，高差越来越大，出现了螺旋形隧道。螺旋隧道发生火灾等紧急情况下通风有别于直线隧道，本文以云南省水富至绥江二级公路上的新安螺旋公路隧道为工程背景，应用大涡模拟，对影响小半径螺旋隧道火灾临界风速的曲率、坡度等因素进行分析。主要内容如下: 　　 (1)运用计算流体力学、传热学、燃烧学和隧道通风基本理论，根据螺旋隧道的边界条件，确定数值计算控制方程及数值大涡模拟软件FDS，建立不同曲率下，不同坡度的小半径螺旋隧道火灾烟气流动的三维数值模型。根据国内外研究现状及公路隧道通风照明设计规范，确定螺旋隧道火灾规模和模拟工况。　　 (2)根据不同曲率曲线隧道模型的计算，分析不同曲率半径下螺旋隧道内纵向、横向烟气蔓延规律。分析不同曲率对火灾烟气温度分布、CO浓度、能见度规律的影响，得出各曲率下临界风速，探讨曲率对其影响。　　 (3)通过对不同坡度的螺旋隧道模型FDS模拟，得出各坡度下小半径螺旋隧道临界风速。其中曲率1/250坡度3.5％的新安螺旋隧道临界风速为4.2m/s，分析不同坡度对螺旋隧道火灾温度分布、CO浓度、能见度及临界风的影响。　　 (4)对模拟计算结果进行理论分析，提出关于曲率、坡度的螺旋隧道火灾临界风速理论模型，给小半径螺旋隧道火灾通风设计提供依据。　　研究表明:无坡度曲线隧道随着曲率增大，临界风速减小，下坡螺旋隧道随着坡度增大，临界风速增大。通过新安螺旋隧道模型计算分析得出新安螺旋隧道火灾时烟气流动及温度分布规律，临界风速为4.2m/s。给出小半径螺旋隧道关于曲率、坡度的火灾临界风速理论模型，对以后的小半径螺旋隧道设计及其火灾通风规范的编写提供指导。
作者：	胡顺利
专业：	供热、供燃气、通风及空调工程
导师：	毕海权
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2013
正文语种：	中文