基于fds的公路隧道火灾通风研究

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1、分类号:U4910710-2015232033专业硕士学位论文基于FDS的公路隧道火灾通风研究陈立业导师姓名职称赵忠杰教授专业学位类别申请学位类别硕士交通运输工程及领域名称论文提交日期2018年4月9日论文答辩日期2018年5月30日学位授予单位长安大学ResearchonFireVentilationofHighwayTunnelBasedonFDSAThesisSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：ChenLiyeSupervisor：Prof.ZhaoZho

2、ngjieChang’anUniversity,Xi’an,China摘要火灾是公路隧道安全运营最大的威胁之一，火灾不仅会对隧道结构造成破坏，而且威胁着人们的生命财产安全，近年来国内外的隧道火灾事故就是沉痛的教训。通风控制作为隧道火灾救援的关键环节之一，直接影响火灾的发展趋势和危害后果，本文以秦岭Ⅰ号隧道（上行线）为依托工程，针对单通风井纵向通风型隧道的火灾通风进行研究。本文利用计算流体力学数值模拟技术，选用FDS软件以秦岭Ⅰ号隧道（上行线）为对象建立局部隧道模型，模拟最大热释放率为30MW的火灾，结合

3、隧道内不同大小纵向风对火灾的影响，以及隧道火灾通风中常见的不利状况，设计5种工况进行模拟和分析，包括：模拟在不同纵向风状态下的隧道火灾，观测烟气扩散的规律，得出火灾的临界风速值；模拟在无纵向风、较小纵向风、临界风速状态下的隧道火灾，获取隧道内温度场和烟气场的变化规律，得出其对人员疏散、隧道结构、火灾救援的影响；在通风井通风排烟模式下，模拟排风道在不同风速状态下的通风排烟，观测排风道的排烟效果，并给出排风道排烟的建议风速值。当隧道发生火灾时，通常会遇到火灾规模难以判别、射流风机开启滞后和自然风干扰的不利状

4、况，对上述不利状况分别设计工况进行模拟，通过对模拟结果的分析，得出以上不利状况对人员疏散、隧道结构、火灾救援的影响。结合以上研究结果，将火灾救援划分为安全疏散阶段和灭火救援阶段，综合考虑自然通风力、交通通风力、烟流阻力、风机对火灾通风的作用，通过分析，给出适用于秦岭Ⅰ号隧道（上行线）在各阶段的风机控制策略，也可为同类型隧道的火灾通风提供借鉴。关键词：公路隧道，单通风井，数值模拟，临界风速，火灾通风，FDSIAbstractFireisoneofthebiggestthreatstothesafeoper

5、ationofhighwaytunnels,thefirenotonlydamagesthetunnelstructure,butalsothreatenspeople’slivesandproperty.Inrecentyears,domesticandinternationaltunnelfireaccidentsarepainfullessons.Ventilationcontrol,asoneofthekeypartoftunnelfirerescue,directlyaffectsthedev

6、elopmenttrendandharmfulconsequencesoffires.BasedontheQinlingNo.1Tunneluplink,thisthesiswillstudythefireventilationoflongitudinalventilationtunnelwithsingleventilationshaft.Inthisthesis,usingthenumericalsimulationtechnologyofcomputationalfluiddynamics,alo

7、caltunnelmodelisestablishedbyusingFDSsoftwareinQinlingNo.1TunneluplinktosimulateafirewithamaximumHeatReleaseRateof30MW.Combinedwiththeeffectofdifferentlongitudinalwindsinthetunnelonthefireaswellasthecommonunfavorableconditionsinthetunnelfireventilation,f

8、ivekindsofworkingconditionsaredesignedforsimulationandanalysis,Including:Simulatingtunnelfiresunderdifferentlongitudinalwindconditions,observingthelawoffluegasdiffusion,soastogetcriticalwindspeedoffire;Simulatingthetunnelf