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基于FDS的商界高速公路隧道火灾数值分析
| 论文题名： | 基于FDS的商界高速公路隧道火灾数值分析 |
| 关键词： | 隧道火灾;FDS数值分析;温度;CO浓度;能见度;数值分析 |
| 摘要： | 众所周知,公路隧道火灾危害严重,成为安全运营的主要灾害之一,受到国内外学者的广泛关注。当前,主要集中在以下几方面进行研究:隧道火灾的温度场分布模型试验研究、隧道火灾的三维数值模拟、火灾时的临界风速研究、半横向通风方式下的火灾通风对策研究、衬砌的火灾损伤研究、火灾时人员的安全疏散研究等。但由于条件所限,试验时不易监测CO浓度和能见度,有的火灾模拟软件不能直接实现对能见度的模拟,对于火灾时基于人员车辆安全疏散条件下的CO浓度、能见度的分布规律和温度场的发生发展规律研究甚少。 本文以商界高速公路隧道群为工程依托,为提升商界高速公路隧道火灾突发事故状态下的安全性,结合商界高速公路隧道群的特点,以全线最长、事故多发路段的芦家山一号隧道为主体,进行研究。 基于FDS火灾动力学模型,对芦家山一号隧道在自然通风和机械通风条件时不同规模的火灾分为6种工况分别建立了仿真模型,并进行数值模拟计算。通过数据分析显示,利用FDS对公路隧道火灾进行数值分析计算是可行的,可较好掌握温度、烟流随时间的发生、发展规律。 本文对6种工况下的隧道火灾温度场扩散规律进行了研究,主要研究了温度随时间的发展变化规律、温度的纵向分布规律、一人高处的温度横向分布规律和温度场的扩散范围。研究显示,利用3m／s的机械通风,可有效控制隧道内高温烟流的扩散、降低隧道内温度,为人员和车辆的安全疏散创造有利环境。 本文对6种工况下的隧道火灾烟气场扩散规律进行研究,由于隧道火灾烟气中影响人员车辆疏散的主要是CO浓度和能见度两项指标,因此,本文主要对其在隧道内的纵、横向分布规律进行研究。研究显示,3m／s的机械通风,亦能有效降低隧道内CO浓度,提高隧道内的可见度。隧道火灾时的火灾规模和通风风速对隧道内温度、CO浓度和可见度的分布及扩散范围影响最大。无论是在自然通风还是机械通风的情况下,从CO浓度和能见度两项指标考虑,火区下游的人员和车辆均应沿隧道中线附近进行疏散。 |
| 作者： | 李在峥 |
| 专业： | 检测技术与自动化装置 |
| 导师： | 茹锋 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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