公路隧道火灾纵向通风风速模拟研究

本文运用FDS软件,对1000 m单向单车道公路隧道火灾进行了模拟。通过20 MW火灾时温度场的发展、烟气的蔓延、烟气层高度的变化,对比分析了不同纵向风速对火灾的控制效果。得出了在该模型条件下,纵向通风风速在2.7 m/s时,排烟效果最为显著。     

基于FDS的隧道火灾烟气运动模拟分析

以某隧道为例,设置火源点,利用火灾动力学模拟软件FDS进行模拟计算,分析各种工况下火源附近拱点最高温度、烟气逆流长度、横截面温度及烟气流动的变化规律,为灭火救援作战提供参考。     

公路隧道火灾的数值模拟

应用火灾动力学模拟软件FDS对某公路隧道内的火灾过程进行了数值模拟，定量预测了不同工况条件下隧道内的烟气流动状况及温度分布，并在此基础上对隧道通风方式、耐火性能，以及火灾探测报警中的温度点漂移问题进行了讨论。     

基于FDS的公路隧道火灾可逆射流风机通风疏散研究

随着我国公路隧道从高速建设期转变为建设与管理并重期,可逆射流风机在隧道通风系统中得到广泛应用。为探究可逆射流风机在隧道火灾下通风运行方式对人员疏散的影响,依托广东山隧道,采用5,20 MW两种火源功率,研究不同射流风机运行方式下隧道中部区域烟气、温度、CO体积分数及能见度的变化特性。结果表明,自然风和射流风机的出口气流均会破坏烟气-空气分层结构。在隧道内部1 m/s纵向自然风的影响下,面对不同功率火源,射流风机运行模式与人员疏散方向应随之改变。     

移动式风机组合对建筑火灾排烟效果影响的研究

为探明不同正压式移动风机组合（并联、串联、上下和V型）对建筑火灾排烟效果的影响,采用试验测量与基于大涡模拟火灾动力学仿真相结合的方式,研究不同风机组合的火场排烟场景、排烟效率及注意事项。结果表明,4种风机组合均满足空气锥气流覆盖进风口、增加室内压力的需求。当风机组合摆放成V型时,建筑物内的气流组织效果优于其他组合。上下型、并联风机组合排烟时,两台风机射流中心点距离过于接近会造成部分空气锥形成的气流相互叠加,从而增加空气锥内部涡旋的形成,能耗增加。风机串联时,前台风机的电机阻碍后面气流运动,导致流速降低。论证了风机组合在实践中的应用,从而验证其战术的可行性,为火场排烟提供理论依据。     

环形公路隧道火灾集中排烟试验研究

针对目前国内环形公路隧道的特点,通过全尺寸环形公路隧道实体火灾试验,考察了环形公路隧道发生火灾时采用集中排烟方式的排烟效果,分别对上坡和下坡两种工况进行分析,获得了集中排烟的具体方式和参数,结果证明在环形公路隧道火灾中采用集中排烟方式能够有效控制隧道中的烟气,可为人员安全疏散和火灾救援赢得时间,试验可以为相应环形公路隧道防排烟标准制订提供参考.     

某隧道工程火灾烟气控制模拟研究

为研究隧道内火灾烟气控制方案,本文以长沙市某隧道工程为研究对象,利用火灾动力学模拟软件FDS5.3.0对两种设定火灾场景下的烟气蔓延进行数值模拟,得到了设定火灾场景下隧道内的温度和能见度分布情况,并通过对比烟气100℃前锋和10m能见度前锋在2m高度处的蔓延曲线得到起火区域上、下游各个位置的可用安全疏散时间,模拟结果为该隧道内消防设施的安全性、合理性和可靠性评估以及整体工程设计提供依据。     

高层建筑火灾烟气蔓延的FDS模拟

建立了一个简化的高层建筑模型,采用FDS模拟软件对高层建筑火灾进行了火灾模拟,得出了烟气蔓延速度、温度、CO（一氧化碳）浓度以及能见度的变化规律,为高层建筑火灾烟气的有效控制、人员疏散、火灾扑救提供了一定的理论依据。     

海拔高度对公路隧道火灾烟气分布特性影响研究

高海拔地区存在大气压力低、空气密度小、含氧量低等特点,对公路隧道火灾燃烧和烟气扩散的影响与平原地区隧道有显著差异。为了得到不同海拔高度条件下公路隧道内火灾烟气扩散特性和温度场分布规律,依托米拉山高海拔特长隧道,采用FDS计算软件,对海拔0~ 6 km范围内不同海拔高度的隧道火灾进行三维数值模拟计算。分析不同海拔高度条件下火灾烟气逆流长度、隧道拱顶温度、距地面1.8 m高度处温度分布、隧道竖向温度分布等主要参数。研究结果表明:随着海拔高度的增加,火源上游区域烟气逆流长度不断减小,烟气逆流长度与海拔高度大致呈线性关系,海拔6 km情况下烟气逆流长度为平原地区的57%;与平原地区隧道相比,高海拔地区隧道火源上游区域温度较低,火源下游区域温度较高,高海拔隧道火源下游区域烟气温度降低幅度较大;火源下游区域,高海拔地区隧道竖向温度增长较快。     

纵向通风隧道内火灾烟气流动的控制

讨论了纵向通风隧道火灾和相关烟气形成现象。利用计算机流体动力模型模拟烟气流动，获得可以与试验数据进行比较的预测结果。在Richardson数字基础上，采用了不同参考稳定值，结果发现，直接利用火灾热释放速率所获得的温度值会产生最有用的结果。试验结果与数值预测结果的比较发现，两者吻合较好。笔者验证了利用容积测定火源模拟火灾的情况。结果的准确性很大程度上取决于对墙和屋顶的热传递。     

重点排烟大断面隧道火灾烟气控制的CFD分析

本文以在建的上海市虹梅南路越江隧道为对象,借助CFD(Computational fluiddynamics)技术,利用SMARTFIRE软件模拟了一系列工况。首先分析了大断面盾构隧道在20MW火灾规模工况下利用顶部排烟道进行重点排烟时,开启不同位置的三个排烟口对隧道内温度、能见度和一氧化碳浓度分布的影响及其随时间的变化规律;然后根据分析结果和世界道路协会提出的安全疏散指标,评价了虹梅南路隧道火灾时的疏散救援环境,给出了建议的排烟口开启方式。     

隧道火灾烟气控制数值模拟分析

用基于大涡模拟的FDS软件对隧道火灾烟气进行数值模拟计算,研究了横向通风机械系统风机效率,得出风机功率与机械排烟效果、效率的关系,并进一步提出了几点隧道火灾中人员疏散对策。     

隧道火灾重点排烟系统烟气控制效果及排烟效率研究

采用数值计算方法,考虑热释放速率、排烟量、排烟口间距、排烟口面积、尺寸比和隧道高度,研究隧道火灾重点排烟系统下烟气蔓延距离、温度分布、排烟口风速和排烟效率。结果表明：火灾烟气蔓延距离随排烟量的增大而缩短,隧道顶棚温度下降;在排烟量不变的条件下,更大的排烟口宽长比能够缩短烟气蔓延距离;而排烟口间距的变化对排烟效率影响不明显。基于研究结果,给出了5 MW和20 MW火源功率下的重点排烟系统排烟量和排烟口布置建议值。     

侧向集中排烟隧道火灾烟气控制优化

针对某特长沉管公路隧道采用侧向集中排烟系统的实际,采用FDS对隧道内温度场分布、2 m高处能见度分布、烟气蔓延范围、排烟效率等指标进行定量分析,获得合理的烟气控制方案.结果表明:火源位于-3％坡度段内,火源功率50MW的合理纵向诱导风速为2.5 m/s,合理排烟口开启方案为上游开启1组/下游开启4组排烟口;0坡度段合理的烟控方案为两端排烟,上游开启2组/下游开启3组排烟口,并配合1.5m/s的纵向诱导风速;3％坡度段合理的烟控方案为下游端排烟,上游开启2组/下游开启3组排烟口,并配合1 m/s的纵向诱导风速.     

六盘山公路隧道烟气模拟研究

以公路隧道为研究对象，运用火灾动力学和火灾安全工程原理，研究公路隧道防火设计方法。重点研究了火灾发展与烟气蔓延、人员和车辆的疏散，在此基础上探讨了公路隧道火灾预防和救援的基本策略。     

建筑火灾烟气迁移特性研究及排烟设计

在火灾烟气迁移和机械加压补风的理论研究基础上,基于FDS火灾模拟软件的大涡模拟（LES）及Smagorinsky亚格子尺度模型对某大学宿舍楼进行实体建模。危害性气体CO在水平方向上的体积分数演变非常相近,火源处产生的危害性气体成分能够沿着水平方向传播到远距离处而自身体积分数的变化很小,CO的体积分数峰值随高度呈现明显的阶梯变化。数值模拟结果证明,火灾中大量的人员都死于远距离处的主要原因可能是吸入了大量迎面而来的（而不是身后面赶上的）烟气中危害性气体CO,由此对建筑防火结构设计中针对高层建筑火灾烟气迁移问题提出了改进意见。     

特长公路隧道火灾排烟数值模拟

针对明堂山特长公路隧道火灾排烟方案,运用数值模拟对三种通风排烟方式进行分析,提出了纵向通风与集中排烟组合的通风模式,从而控制烟流蔓延,为火灾救援创造条件。     

长隧道火灾烟气运动三维数值模拟

对某长隧道在50 MW释热率、不同风速条件下的火灾过程进行模拟,采用扩散燃烧模型对燃烧过程加以描述,分别利用k-ε模型和P-1模型计算湍流流动和辐射作用。计算结果表明,纵向风速较小时会形成烟气回流,对50 MW的隧道火灾,2 m/s的纵向通风能有效抑制烟气回流;纵向通风隧道内,烟气运动表现为径向扩散与纵向蔓延的结合;隧道通风风速越大,火源下游烟气起伏运动越剧烈。隧道发生火灾时,纵向风速应以刚好抑制烟气出现回流为宜。     

公路隧道相向射流与竖井自然排烟组合烟气控制研究

通过开展相似试验,研究在相向射流与竖井自然排烟组合模式下,火源位置、风速和火源功率对烟气控制段长度的影响。试验考虑了3种组况,53种工况,通过改变火源位置、风速和火源功率,分析讨论了不同工况下火源烟气控制段长度。试验表明,增加上游（距离火源更近端）风速,会导致上游烟气控制段减少;增加下游（距离火源更远端）的风速,烟气控制段长度会受到火源功率、火源位置等多种因素的耦合作用。增大火源功率会增加烟气热浮力,使下游机械风对烟气的影响减弱。     

火源—竖井间距对自然通风隧道火灾烟气流动特征的影响

通过数值计算,研究顶部开口自然通风隧道火灾火源–竖井间距对烟气流动特征与竖井排烟效率的影响。考虑因素有火源–竖井间距、竖井断面尺寸。结果表明：随着火源–竖井间距的增大,竖井前方来流烟气的质量流量增大,且竖井的排烟效率逐渐降低,竖井内空气卷吸量减少;当火源–竖井间距较小时,竖井更有利于排出更多的热量,竖井后方的温度降低幅度更大,烟气可以被控制在更小的范围内。此外,随着竖井截面尺寸的增大,竖井的排烟效率增加,且增大竖井的宽度更有利于增加竖井的排烟量。因此建议当相邻竖井的间距较大时,可适当增加竖井的截面尺寸和竖井高度。