浅论公路隧道内火灾温度场分布规律数值模拟分析

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1、⑧申请同济大学工学硕士学位论文公路隧道内火灾温度场分布规律数值模拟分析(上海市重大科技攻关计划资助04DZl2010)培养单位：一级学科：二级学科：研究生：指导教师：土木工程学院土木工程结构工程姚坚朱合华教授二oo七年三月摘要大量数据表明，公路隧道在运营阶段频发的火灾造成巨大的社会影响和经济损失。对火灾温度场的分析是判别衬砌结构损伤轻重、开发先进的火灾探测报警装置、保证通风设备的正常运行、顺利开展火灾疏散救援工作以及合理选择通风风速的基础。本文通过案例研究、理论分析、数值模拟方法的综合分析，得到火灾时公路隧道

2、内温度场分布和传播规律，为监测预警系统、灭火救援系统、隧道设备的防火设计、衬砌结构损伤评估等研究提供基础参数和依据。主要开展了以下方面的工作：1．通过公路隧道火灾事故和火灾试验的案例研究，对案例中反映出来的有关温度场的数据信息，通过统计分析和理论研究，得到火灾温度场分布的空间和时间规律以及隧道长度、通风条件和消防措施等因素的影响。2．分析了CFD隧道火灾模拟的理论基础(数学和物理模型)，通过对国内外研究的分析，找到比较合适的隧道火灾建模方法(参数、子模型的选取)，为进一步的CFD模拟研究奠定基础。3．以复兴东

3、路双层越江公路隧道为对象，用FLUENT6．2软件，建立了CFD隧道火灾计算模型。在建模中，合理地设定热释放曲线，通过计算，细致地研究了上、下层隧道在不同通风速度和不同火灾规模下的温度场分布变化规律(最高温度，纵断面温度、水平断面温度、横断面的温度以及它们随时间的变化)，对火灾规模和通风速度的影响进行了研究。4．提出了可以用于描述公路隧道内火灾温度场纵向分布和横向分布的近似公式，以供防火设计参考。关键词：公路隧道，温度场分布，CFD模拟，火灾规模，通风风速，案例研究AbstractABSTRACTItiskn

4、ownfromanumberoffiredisastfffaccidentsthalwiththeffcquentocamTenceoftunnelfirehavecausede1101T1101目socialandeconomiclosses．Analysisofthetemperaturefieldoffireisthebasisofevaluatingturmdlininginjury#developingadvancedfiredetectionandalarmdevices，guaranteeing

5、thenormaloperationofventilationmachines，doingfireevacuationandrescueworksmoothlyandselectingrationalventilationvelocity．Throughcomprehensiveanalysisofc撇studies．theoreticalstudyandnumericalsimulation,thispaperobtainsthedistributionoffireandpropagationlawsofr

6、oadtunnelstemperature,whichprovidesbasicparametersfortheresearchofmonitoringandwarningsystem，fire-fightingandrescuesystem，tunnelfireproofdesignandliningstructuraldamageevaluation．Itfocusesonthefollowingaspects：1．Bycasestudiesonroadtunnelfireaccidentsandfire

7、testswhichreflecttemperaturedatainformation,andwitllstatisticalanalysisandtheoretical∞se剐rcILthetemperaturedistributionlawintimeandinspaceisobtained，theinfluenceoffactorssuchastannellength,ventilationconditionsandfire-fightingmeasuresonthemisdiscussed．2．The

8、theoreticalbasis(mathematicalandphysicalmodels)fortunnelfireCFDsimulationisanalyzed,throughtheanalysisofthedomesticandabroadresearch,suitabletunnelfiremodeling(selectionofparametersandsubmodel)issugges