不同环境温度和火灾强度对自然通风竖井型隧道火灾烟气浓度场的影响分析

运用FDS(Fire Dynamic Simulation)火灾模拟软件对三种不同环境温度和火灾强度(共九种工况)条件下的某竖井型自然通风隧道火灾进行了数值模拟,并对模拟的结果进行了对比和分析,得到了隧道环境温度和火灾强度对隧道火灾时烟气浓度分布的影响规律。     

连续隧道洞口间烟气扩散特性研究

当上下游隧道的洞口间距较短时,上游隧道的火灾烟气可能扩散至下游隧道,对下游隧道造成影响。采用CFD数值模拟方法建立连续隧道模型,对不同纵向风速、不同火源位置、不同热释放率、不同洞口间距以及不同横向风速下的烟气窜流情况进行模拟分析。结果表明：（1）上游隧道纵向风速的增大将导致烟气往下游隧道方向水平扩散的距离增大,因此,烟气的窜流量增大;（2）火源距离上游隧道出口越远,热释放率越小,上游隧道出口处烟气温度就越低,烟气的水平惯性力上升,更容易窜流至下游隧道;（3）烟气窜流随着洞口间距的增大而不断减弱,当洞口间距足够大时,不会出现烟气窜流的现象;（4）当存在横向风时,洞口间烟气的流动轨迹会发生偏移,并且烟气窜流会随横向风速的增大而减弱。     

坡度对地铁区间隧道火灾烟气流动影响的数值模拟

为探讨坡度对地铁区间隧道火灾烟气流动特性的影响,论文在综合分析国内外地铁区间隧道火灾研究的基础上,采用数值模拟软件FDS分别研究了自然通风条件下无坡度、1％坡度、2％坡度、3％坡度对区间隧道内烟气的流动特点、临界风速的影响.结果表明:坡度对地铁区间隧道火灾烟气的流动及临界风速有一定的影响.上坡隧道的临界风速相对于无坡度隧道的临界风速有所减小,且临界风速随着隧道坡度的增大而减小.下坡隧道的临界风速相对于无坡度隧道的临界风速有所增加,且临界风速随着隧道坡度的增大而增大.     

纵向通风水平隧道火灾烟气流动特性研究

地铁隧道火灾烟气控制是城市公共安全的一个重要组成部分。在分析地铁隧道火灾烟气流动主要影响因素的基础上，将地铁隧道通风和排烟系统作为一个整体考虑，引入地铁隧道火灾烟气的浮力效应和热阻效应，建立了隧道通风网络火灾模拟的数学模型，分析了地铁隧道火灾烟气逆流的临界条件、临界流速、隧道风流及烟流流速与火灾强度的变化关系，为地铁隧道火灾烟气控制和事故应急处理提供科学依据。     

侧向集中排烟作用下隧道火灾烟气逆流长度规律试验研究

烟气逆流长度是隧道火灾进行烟气控制所需要研究的重要参数之一,该文通过在缩尺寸试验对侧向集中排烟作用下的烟气逆流行为进行研究,试验发现烟气逆流长度随侧向集中排烟风速增加而衰减得更快,但是以较大的纵向通风风速使烟气逆流长度衰减至火源附近位置时,由于侧向集中排烟产生的横向抽吸力限制了烟气向下游的蔓延运动,导致烟气逆流长度衰减逐渐变缓的现象,揭示了烟气浮力、纵向通风惯性力及侧向集中排烟产生的横向抽吸力三相力的复杂耦合机制。     

某单洞双向隧道列车火灾的烟气蔓延特性及防控研究

铁路隧道属于狭长形相对密闭空间,道路的长宽比十分大,与外部直接连接的仅有进口与出口,当发生火灾时后,烟气无法及时排出隧道,造成烟气在隧道内蔓延,不仅对隧道内人员生命安全产生威胁,还阻碍了消防人员及时进入隧道内进行扑救。其中,高铁地下单洞双向隧道不仅断面积大、行车组织复杂,而且发生火灾的位置往往不在纵向中心线上,因而隧道通风和排烟一直是工程设计中的重难点。以济滨隧道为研究对象,围绕单洞双向隧道的通风排烟模式和排烟参数,开展三维数值研究。其中,主要分析火灾发展过程中的烟气温度、碳烟密度、能见度等特征参数的分布情况。研究结果表明：在正常通风情况下,列车减速停车过程产生的活塞风效应,会起到一定的纵向排烟作用,但并不能将隧道内的烟气条件控制在对人体无害的范围;若采用大小为临界风速（3.7m/s）的纵向排烟模式,隧道内的温度可以得到有效控制,但下游人员逃生线路上的碳烟密度无法得到有效控制。提出的排烟模式和排烟参数可以为轨道交通领域类似工程通风排烟设计提供参考。     

坡度隧道火灾自然排烟特性研究

通过模型试验,研究了坡度隧道火灾自然排烟特性,试验结果表明：（1）受坡度影响,火羽流向上坡侧发生偏转,且偏转角几乎不受火源位置与HRR的影响,只随坡度的升高而线性增大;（2）顶壁下方最高烟气温度随坡度的升高而降低,基于理论分析和模型试验结果,得到了顶壁下方最高烟气温度的计算模型;（3）火源上坡侧的顶壁下方烟气温度受坡度变化的影响较小,下坡侧的顶壁下方烟气温度随坡度的降低而升高,并在坡度降为0时与上坡侧烟气温度关于火源对称分布,结合理论分析,得出了火源段顶壁下方烟气温度的衰减模型。     

公路隧道火灾三维数值模拟

建立了一种描述公路隧道发生火灾时的烟气流动和传热过程的场模型,借助SIMPLE算法进行数值计算,并运用该法模拟了某试验隧道内进行的不同通风风速下的火灾试验,在其计算结果的基础上,分析了速度场、温度场,总结出隧道火灾的发展状况及分布特点.     

超长公路隧道火灾纵向排烟特性研究

由于隧道狭长和相对封闭的特点,一旦发生火灾将严重危及生命安全。大量研究表明,公路隧道纵向通风排烟技术成熟、工程建设经济。本研究采用CFD数值模拟方法建立了超长隧道火灾计算模型,对长度大于5km的超长隧道火灾全纵向排烟特性进行模拟分析。结果表明,当火源位于距隧道出口5km以及距隧道出口5.7km处时,在3.5m/s的纵向通风风速下,隧道内温度、CO浓度均能满足隧道火灾安全控制标准。因此,超长隧道火灾全纵向排烟方案具有可行性。     

火灾烟气危害性研究及其进展

建筑火灾中，烟气是导致人员伤亡的最主要因素之一。较系统地说明并总结了烟气研究的实验方法和理论研究成果，介绍了烟气危害性评价的方法与相关指标，为进一步开展火灾烟气实验研究方案设计提供了参考。根据国外相关工作的进展，对理论计算的对象和今后重点研究的目标提出了建议。     

地铁车站出入口火灾烟气特性的模拟研究

利用木垛火模拟地铁火灾的演化过程，在地铁车站出入口的缩尺度模型中进行模拟实验。采用温度相对值，分析地铁火灾沿车站出入口烟气温度下降的规律及其影响因素。通过实验图像，对烟气分层所需条件以及区域模拟方法在地铁火灾烟气特性研究中的适用性进行了讨论。气体成分测量结果表明，出口处烟气中CO的质量分数存在阶梯状变化的规律。     

基于人员安全疏散的建筑防火性能化设计

采用网络模型软件模拟预测建筑火灾烟流运动特性,以火灾建筑内的人员作为被保护对象,在原有的火灾烟气危险状态判据中新增加一项临界CO的质量浓度,综合起来确定人员可用安全疏散时间ASET。人员所需安全疏散时间RSET采用经验数据计算。比较ASET和RSET,从而确定建筑物的排烟量。利用实例进行了验证,计算结果表明,其他条件相同时,不同火源条件下的排烟量是不同的,而且临界CO的质量浓度作为危险状态判据是非常必要的。     

公路隧道纵向射流通风数值模拟与分析

采用CFD方法,建立公路隧道纵向射流通风的物理数学模型,对某隧道内一组射流风机通风进行三维数值模拟,以隧道纵向射流通风基本理论为基础,分析了隧道内气流速度和压力分布特性,为进一步优化纵向射流通风设计提供参考。     

环境温度和火灾强度对自然通风隧道火灾温度场的影响

为了掌握环境温度和火灾强度对自然通风城市隧道温度场的影响,运用火灾模拟软件FDS,对在不同环境温度和火灾强度下自然通风隧道火灾进行模拟,得到各种火灾工况下的模拟结果,并对各种工况下的温度场进行对比分析。     

自然通风城市隧道火灾温度分布试验研究

设定了两种火灾规模,以1：10模型比例对南京市某自然通风城市隧道进行了火灾时隧道内温度场的分布规律的模拟试验。试验结果表明,在大火灾强度下,温度场纵向影响范围相应增加;在隧道两口部存在温差的情况下,隧道内烟气主要向口部温度较高一侧的通风口扩散;在烟气经过通风竖井之后,烟气的温度有显著降低,证明自然通风竖井能够排出大量的烟气,并带走大部分热量,烟气会因热动力不足而发生沉降现象。     

受限空间火灾模型研究进展

火灾模型是从工程科学的角度出发，分析研究火灾的发生、发展，烟气蔓延以及火灾对周围环境诸如建筑设备、森林植被及大气环境等影响的数学模型。介绍了广泛应用于建筑物内部受限空间的场、区域、网模型以及经验模型的理论思想与数学方程，分析了4种模型在相应环境下应用的合理性，并对火灾模型的发展做出了展望。     

地铁火灾中强制通风烟控系统作用的模拟

地铁火灾比地面火灾具有更大的危险性。通过对地铁火灾的模拟可以重现火灾过程，研究火灾现象，分析火灾原因。通过FDS模拟，对比大邱市地铁火灾在有无强制通风烟控系统条件下，火灾现场的温度场和烟尘分布，研究讨论其对控制地铁火灾的重要作用。     

新建隧道爆破震动对既有隧道影响的数值分析

新建复线隧道与既有隧道的净间距一般都较小,因此,复线隧道施工爆破对既有隧道会有较大的影响.采用MIDAS/GTS软件对既有隧道受邻近新建隧道爆破震动影响进行了研究.结果表明近距离爆破会对既有隧道衬砌安全性产生很大的影响,需采用相应的措施来减小爆破振动对既有隧道衬砌的扰动.最后提出了隧道爆破施工中减轻振动的几种措施.