隧道火灾烟气发展的模拟计算研究

分析了隧道火灾的特点，运用区域模拟和场模拟的方法，通过一假定的隧道火灾算例，分析了几种不同情况下隧道火灾的烟气发展情况。讨论了烟气温度、高度的变化情况，得到了不同区段火和烟气对人构成威胁和对隧道结构造成破坏的情况，最后对隧道火灾的防治提出了一些建议。     

近间距双洞单向隧道洞口火灾烟气流动分析

对洞口间距小,双洞单向公路隧道火灾排烟工况进行研究,通过对不同工况火灾隧道排烟风速及运营隧道通风速度下的火灾烟气流动利用计算流体动力学进行模拟分析,得出了双洞单向隧道排烟风速与通风风速之间的影响关系,并利用该关系对排烟及通风设计进行了优化,有效地减少了非着火隧道的吸入烟气量,确保了运营隧道的空气品质。结果对该类型公路隧道工程排烟通风设计具有一定参考价值。     

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。     

地铁隧道火灾临界风速数值模拟分析

以目前工程上采用侧式疏散平台进行火灾人员疏散救援的地铁区间隧道为背景,使用三维CFD软件"STAR-CCM+"对隧道火灾纵向通风临界风速进行数值模拟研究。通过建立更为真实的隧道火灾场景,即将列车阻塞以及疏散门开启影响因素引入火灾计算模型,得到了不同热释放速率下的临界风速,从而为地铁工程排烟系统的设计提供参考。     

隧道火灾羽流质量流量计算公式的研究

通过FDS软件模拟不同隧道火灾工况,得出了不同高度处隧道火灾羽流质量流量,在将模拟值与NFPA92B轴对称羽流模型计算值,CIBSE线性火源羽流模型计算值对比的同时,提出了CIBSE线性火源羽流修正模型,并将修正模型计算结果与模拟值进行对比分析。结果表明,在常见隧道火灾工况下,CIBSE线性火源羽流模型计算值与模拟值差别较大,NFPA92B模型计算值总体上更接近模拟值,但在部分火灾工况下与模拟值差别较大,而CIBSE修正模型计算值则与模拟值较为接近,具有良好的工程应用前景。     

某过江隧道变截面段火灾烟气流动及逃生分析

针对某城市过江隧道中出现的多匝道变截面段,首先利用FDS大涡模拟方法,对上行及下行线在不同工况下的烟气羽流进行模拟;然后结合经验公式计算的主隧道段临界风速,分析了3m/s纵向通风风速下烟气羽流随时间变化情况,以及不同的坡度、纵向通风风速下,隧道变截面段的火灾烟气回流长度变化;最后,结合理论计算的逃生时间,对隧道变截面段火灾控制风速进行了分析。得到了在纵向应急通风时,控制变截面段烟气回流及保证逃生安全所需的主隧道临界风速比用修正的Heselden﹠Kennedy公式计算所得值大,需要对变截面段火灾通风系统进行特定模拟分析,以满足其烟气控制要求,研究结果对各种隧道变截面段的火灾烟气和逃生分析有一定的参考价值。     

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。     

不同壁面边界条件下隧道火灾模拟研究

根据火灾模拟程序FDS,分别建立了不同壁面边界条件的物理模型,模拟出各种模型下的隧道火灾结果,并将这些结果进行对比,其中重点分析了火灾场景中烟流温度、烟流状态等参数的不同。通过对研究结果进行分析,给出了不同的壁面条件下的简化模型比较适宜模拟的火灾场景,探讨的不同壁面条件对隧道火灾、隧道通风的影响结果能为以后的隧道火灾模拟工作提供依据,而且也可为长大隧道火灾安全工程设计提供参考。     

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。     

火灾下复杂拉力场钢板剪力墙屈曲后的上限塑性极限分析

基于塑性极限分析上限法理论, 提出了火灾下高温复杂拉力场的窄型钢板剪力墙屈曲后的拉力带模型TSM(Temperature String Model), 依据此假定推导了考虑变温场极限状态下窄型钢板剪力墙屈曲后的水平承载力计算上限解公式, 对火灾温度场下窄型钢板剪力墙屈曲后强度进行了研究, 还推导了火灾下复杂拉力场的两端不同温度场钢板剪力墙屈曲后的水平承载力计算上限解。利用上述方法对石化裂解炉的钢箱体结构进行了抗火极限分析。计算实例表明该方法简单有效, 可以为不同火灾场景下钢箱体结构抗火设计提供理论依据和实用的计算方法。     

大跨度空间结构抗风分析的数值风洞方法

数值风洞方法可为复杂形体结构的风压分布确定和结构风振系数选取等提供非试验性的依据。基于计算流体动力学理论,以空间结构为对象,研究数值风洞技术。数值模拟了不同空间结构形体表面及其周围的风场,计算了结构风载体型系数,并与风洞模型实验成果比较,验证数值风洞计算结果的正确性。研究了因其他结构物存在引起的结构风场和结构体型系数变化,探讨了用数值风洞模拟技术鉴别风洞模型试验可能存在的误差及其原因。基于结构表面等压线划分结构受风区域,并以面积加权平均计算得到区域体型系数。还分析了结构多风向角下的结构风载体型系数。     

Laboratory Research on Composite Tunnel Fire-Retardant Coating

Through conducting a fire resistance test as well as other physical and chemical property tests, an optimized ratio of composite binder, inorganic heat insulation fillers, and forming material was determined for the manufacture of a tunnel fire-retardant coating. The manufactured coating exhibited favorable physical and chemical performances. The experimentally obtained results support that this coating has a higher fire resistance and adhesive property in comparison to the majority of existing tunnel fire coatings.     

随机风场中覆冰四分裂导线防舞研究

针对提出的一种适用于四分裂导线的防舞装置,采用数值模拟方法研究其防舞效果。给出新月型覆冰四分裂导线空气动力系数随攻角变化的风洞试验结果,为数值模拟研究提供基本参数。采用数值方法模拟沿线路变化的多点互相关风速时程样本,进而确定作用于覆冰导线上的空气动力载荷。数值模拟研究特征段线路安装防舞装置前后的运动过程,结果表明,该防舞装置可大大降低导线的运动幅值,对舞动具有有效的防止作用。     

隧道火灾中正庚烷池火燃烧特性的实验研究

隧道火灾中热释放速率是评估临界风速、最高温度及温度分布的一个重要参数,而火源高度和隧道宽度是两个影响热释放速率的重要因素。为揭示上述两个因素对隧道火灾发展的影响,在缩放比例为1:10的隧道模型中进行了一系列小尺寸火灾模拟实验并对正庚烷池火的燃烧过程进行了研究。结果表明:隧道火灾的热释放速率明显大于开放环境,其燃烧过程可分为初始燃烧阶段、过渡阶段和稳定燃烧阶段;增加火源高度地面火灾（火源高度与隧道高度之比H*=0.1）质量燃烧速率小于其他各工况,H*=0.7时质量燃烧速率能增大到地面火灾的3.53倍~5倍;无量纲火焰蔓延总长度正比于无量纲热释放速率的五分之二次方,由于隧道侧壁的限制作用,其比例系数小于Hasemi's模型。     

Concrete at high temperature with application to tunnel fire

 In this paper a new procedure for structural assessment of tunnel constructions during fire is presented. In particular, it consists of two steps: the first one deals with a realistic evaluation of thermal fluxes, both convective and radiative, for the whole tunnel. In the fires recently occurred in some European tunnels, the duration of the fire was longer than expected and the produced temperature fields were much more severe than those considered in standard codes. Therefore, such a kind of evaluation is of great importance. As second step, a simulation of the hygro-thermo-mechanical behaviour of concrete structure will be carried out using thermal fluxes previously calculated as thermal input for a fully coupled code, which considers concrete as a multiphase porous material. Received 12 December 2001 / Accepted 4 March 2002     

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。     

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。     

部分预制装配型钢混凝土柱火灾后偏压试验研究

通过6个试件的火灾后偏压试验以及1个试件的常温下偏压试验,对配置活性粉末混凝土外壳的部分预制装配型钢混凝土（Partially Precast Steel Reinforced Concrete,PPSRC）柱和空心预制装配型钢混凝土（HollowPrecast Steel Reinforced Concrete,HPSRC）柱的火灾及火灾后偏压性能进行了对比分析。研究了受火时间、偏心率和核心混凝土强度对PPSRC柱及HPSRC柱的火灾下内部温度分布及火灾后剩余承载力、变形能力等方面的影响,并基于试验结构,对火灾下试件截面温度场进行了数值模拟分析。试验结果表明:火灾升温过程中试件截面测点温度存在明显的温度平台,火灾后试件的活性粉末混凝土外壳未发生爆裂现象,混凝土对型钢具有较好保护作用;模拟结果表明,截面温度及温度变化幅度由表及里逐渐降低,核心混凝土受到良好保护作用,温度相对较低;在偏压荷载下,火灾后试件的偏心受压破坏过程以及破坏形态和常温下类似,剩余承载力随火灾升温时间的增长和偏心率的增大而降低,随核心混凝土强度的增大而升高,试件的延性随核心混凝土的强度增大而增大。