终南山特长公路隧道火灾通风数值模拟分析

采用计算流体力学方法，对秦岭终南山特长公路隧道进行了火灾通风数值模拟研究。通过对不同纵向通风方案下的气流流动和火灾下游温度分布分析，评估了各通风方案所能达到的效果。比较数值模拟结果和相关的模型试验，发现模拟计算结果取得了满意的预期效果。     

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。     

半横向通风方式下公路隧道火灾数值模拟

采用流体力学模拟的方法。对半横向通风方式下公路隧道的火灾工况进行了数值模拟计算。通过对不同吊顶风口距离和开启个数的通风方案下的速度场和温度场分析。评估了各通风方案所能达到的效果。比较各通风方案的数据，进一步得到设计采用15m的吊顶风口距离，开启4～5个风口并配以3m／s的纵向通风能取得满意的效果。     

半横向通风方式下公路隧道火灾数值模拟

采用流体力学模拟的方法,对半横向通风方式下公路隧道的火灾工况进行了数值模拟计算.通过对不同吊顶风口距离和开启个数的通风方案下的速度场和温度场分析,评估了各通风方案所能达到的效果.比较各通风方案的数据,进一步得到设计采用15 m的吊顶风口距离,开启4～5个风口并配以3 m/s的纵向通风能取得满意的效果.     

城市隧道组合通风排烟效果模拟研究

利用FDS数值模拟对某3 300m城市隧道组合通风排烟方式的火灾烟气控制效果进行了研究。根据不同烟气控制方案下2m高处的温度和能见度结果的分析可知,对于采用组合通风排烟方式的城市隧道,当发生20MW的火灾时,应控制纵向风速在2.5m/s左右并且只开启火源下游的排烟口,可以较好地保证火源上下游人员的安全。     

海底特长隧道利用横通道控烟技术研究

摘 要：为了解决特长海底隧道发生火灾时的排烟问题,提出利用服务通道和联络横通道辅助送风的通风方案。利用火灾动力学模拟软件（FDS）,建立隧道火灾通风模型,通过研究通风排烟时服务隧道内补风量与横通道开启数量对火灾烟气的控制效果,确定通风系统的技术参数。结果表明：火灾发生时,事故隧道内纵向通风风速2 m/s,同时开启火源上游3 个横通道,并在服务隧道两端各施加1.3 m/s 纵向通风风速,既可将烟气控制在火源一侧,同时不影响人员安全疏散,其控烟效果与通风网络解算结果一致。采用横通道辅助送风的通风方案,控制特长海底隧道内火灾烟气蔓延是具有理论可行性的。     

地铁区间隧道火灾排烟通风模式分析

采用理论分析、CFD数值模拟分析等方法对北京某地铁单隧道发生火灾时的通风排烟系统的各种可能运行模式进行了分析,分析结果表明,不同的模式下通风排烟效果相关很大,同时火灾发生的位置不同,相应的最优通风排烟模式也有所不同。     

基于FLUENT的报废弹药销毁车间通风方案优化设计

介绍了TNT粉尘的危害,阐述了报废弹药销毁车间有毒有害气体及粉尘检测、评价标准.根据检测内容及报废弹药销毁车间的实际情况提出了车间的两种初步通风方案,利用CfD数值模拟技术对两种初步通风方案的通风效果进行了模拟,并根据模拟结果分析了各个方案的优劣,最终确定最优设计方案.     

更正说明

室内火灾具有较高的危险性,是建筑火灾造成人员伤亡和财产重大损失的灾害之首。利用计算流体动力学(CFD)的方法,建立了室内火灾时期烟气流动的三维大涡数值模型,目的是通过对火灾烟气流动的数值模拟,为多室火灾的控制和人员救助提供理论基础。模拟结果认为,火灾及附近地区温度较高,烟流浓度较大,高温引燃其他易燃物品的可能性加大。通风与火灾的发展状态存在密切关系,通风既能降低室内温度,加快烟流及有毒有害气体的扩散速度,同时也为火灾的进一步发展提供条件。从模拟结果与实验验证可得出结论:火源功率大小及房屋的几何尺寸影响着火灾程度、温度及烟流浓度的分布和变化,数值计算的结果总体上与实测结果存在较好的一致性。     

通风因子对火灾热释放速率影响的数值模拟

火灾热释放速率是消防设计领域和规范制定的重要影响因素。为了研究通风因子对火灾热释放速率的影响,采用FDS 5计算机场模拟软件进行数值模拟。模拟所设房间尺寸为5.0m×4.0m×3.0m,使用的可燃物为聚氨酯泡沫材料,分12种工况进行模拟。得出在通风因子较小的情况下,火灾热释放速率随着通风因子的增大而增大,但随着通风因子的增加影响逐渐减小。根据氧耗原理得到用通风因子计算最大热释放速率的公式,根据模拟结果对公式进行优化。     

顶棚射流扩展火焰长度工程计算模型

运用FDS数值模拟方法,通过不同火源功率、不同火源直径和不同顶棚高度等19种火灾算例,分析了不同模拟工况下顶棚射流横向扩展火焰的发展情况.根据模拟结果,拟合得到顶棚射流横向扩展火焰半径的工程计算模型,并和前人得到的计算模型进行了比较.     

长大隧道火灾安全疏散研究

在调研分析国内外长大隧道疏散模式的基础上,以虹梅南路隧道为研究对象,采用CFD软件对不同排烟方式下隧道火灾进行数值模拟,结果表明:不同的排烟方式下隧道内烟雾和温度场纵向分布扩散规律不同,采用单侧排烟时,烟雾向火源下游聚集,温度升高很快,有害气体浓度升高,无法提供合适的逃生环境;而采用双侧排烟时,烟雾向两侧蔓延,浓度和温度较小,满足火灾通风要求。最后,通过数值模拟人员疏散过程,计算结果表明,现有的排烟措施能够满足疏散安全要求。     

通风对狭长空间电缆火灾影响数值分析

为研究狭长空间电缆发生火灾后的热流场特性规律,建立了适用于狭长空间的火灾仿真计算数学模型,对控制方程组进行了变形和离散,并用数值程序求解,得到电缆发生火灾后烟气蔓延特性规律、不同时刻温度场分布以及特征位置温度测点随时间的变化规律,分析了不同位置的火灾特征参数变化的差异性,探讨了通风对火灾热流场的影响。通过分析火灾流场特性变化规律,为狭长空间电缆火灾探测设计及通、排风设计提供参考。     

城市快速通道入口匝道火灾反向通风烟气控制研究

利用数值模拟研究城市快速通道入口匝道火灾反向通风烟气控制模式下人员疏散的安全性。选取匝道长度为500 m，坡度为6%，火灾规模为22.5 MW的典型火灾场景，以2 m高处的温度及能见度作为判据，采用FDS和Pathfinder分析不同匝道火源位置情况下的人员疏散安全性。结果表明：当火源位置距离匝道入口处较近时，直接采用反向通风模式能够保证人员安全疏散。火源与匝道入口的距离会影响人员疏散的安全裕度，若火源位置距离匝道入口处较远，采用反向通风模式将影响匝道内人员的安全疏散。     

隧道墙附近火源火灾热气流的计算流体动力学

运用CFD进行数字模拟，以了解纵向通风隧道内热烟气流的特性。通过模拟发现对火源进行模拟非常重要，热烟气流特性受火源位置的影响很大，并且对火源模拟方法很敏感。火源生成的火焰区是燃烧引起的化学反应区域。即使火源附近的木垛排列完好，也很难在考虑这些化学反应条件下模拟热生成区域。建议考虑纵向通风隧道内火焰形状并对它进行数字模拟。模拟结果与试验结果非常吻合。试验证明，在纵向通风隧道内，热烟气流从靠近墙体火源处顺风向隧道中心蔓延。数字模拟结果发现，火灾羽流造成的螺旋上升空气会在墙体和羽流之间形成一个涡流区。     

纵向通风下隧道长度对临界风速的影响分析

临界风速可有效控制烟气蔓延,是隧道防灾通风重要参数。为分析隧道长度对临界风速的影响,采用量纲分析法构建临界风速与隧道长度关系公式,并分别在5 MW和30 MW火源热释放速率下,对不同长度隧道的火灾进行数值模拟以量化研究隧道长度对临界风速的影响。结果表明,隧道长度对临界风速具有影响,且不同火源释放速率时影响也有所不同:无量纲火源热释放速率小于0.15时,临界风速随隧道长度增大呈现1/41次方增长关系;无量纲火源热释放速率高于0.15时,临界风速随隧道长度增大呈现1/25次方增长关系。进而建立了考虑隧道长度的无量纲临界风速计算公式。     

两种地下步行通道火灾排烟模式比较研究

采用理论和FDS数值模拟结合的方法,研究地下步行通道发生火灾（1.5 MW）时,半横向排烟和纵向排烟对地下步行通道内火灾烟气蔓延的控制效果。研究表明,在排烟量相等、送风量不等的条件下,除火源正上方温度超过60 ℃外,半横向排烟模式下火灾参数未达到临界值,有利于行人向火源两侧逃生;纵向排烟模式将火灾参数均控制在临界指标以内,大部分烟气被控制在火源下风侧,有利于行人向上风侧逃生。地下步行通道火灾时,从人员逃生效率以及消防人员应急救援便捷性的角度出发,宜采用半横向排烟模式;从行人受危险因素不确定性影响的角度出发,宜采用纵向排烟模式。     

纵向风速对隧道细水雾灭火效果影响探讨

摘 要：为了探究细水雾和纵向通风共同作用下隧道内烟气运动情况,确定配置有细水雾灭火系统的隧道最佳通风策略。采用FDS建立了隧道细水雾数值模拟模型,分别计算了不同纵向风速情况下隧道内温度、有害气体浓度及辐射热通量的变化情况。结果表明：30 MW火灾规模下,烟气层在火源上风向15 m的喷雾区开始出现逐渐层降,烟气层下降至2 m以下;至300 s灭火结束时,上风向150 m内,烟气层全部下降至2 m以下。故火灾发生5 min后,人员疏散距离应大于150 m。对比相同通风风速下（1 m/s）细水雾施加前后辐射热通量变化情况得出,开启细水雾灭火系统25 s后,火源下游5 m处热辐射强度由6 kW/m2降至0。建议开启细水雾灭火系统时尽量保持隧道内1 m/s的通风风速。     

基于大涡模拟的火灾数值模拟网格划分优化方法

摘 要：网格划分是火灾数值模拟的重要环节,对模拟结果的精度以及模拟时间有很大影响。针对火灾数值模拟中的网格划分问题,提出了一种基于大涡模拟的网格划分优化方法。根据大涡模拟的原理,给出了滤波尺度的计算方法,并根据滤波尺度和网格比系数对火场中不同区域的网格尺寸进行优化处理。将优化方法应用于高层建筑火灾的数值模拟,运用FDS软件分别针对优化前网格、优化后网格以及精细网格进行数值模拟,对不同网格划分下的温度、氧气和二氧化碳体积分数进行比对。结果表明：网格优化后,模拟结果与精细网格之间相关系数的均值为0.987,保证了模拟精度;同时,模拟运行时间降低为精细网格的16%,有效提升了火灾模拟的计算效率。