基于FDS公路隧道火灾仿真研究

针对公路隧道突发火灾事故问题,采用模拟软件对隧道发生的火灾进行研究。分析火灾条件下公路隧道内被困人群的疏散行为特点,给出隧道内人员疏散的安全依据,按照隧道火灾条件下通风风速不同时火灾烟气蔓延情况,确定火灾可利用疏散时间(ASET),通过分析人员疏散特点计算出所需的疏散时间(RSET),通过对比得出:通风风速至少为3m/s时才能保证人员的安全疏散。     

横通道对隧道火灾烟气浓度影响的数值模拟

文章利用fluent对隧道发生火灾时,不考虑横通道和考虑横通道且横通道内不同风速时烟气浓度的分布规律进行了三维数值模拟,研究结果表明：（1）横通道的开启对于火灾的发展及变化有着较大的影响,在火灾初期,风机通风风速为临界风速,在疏散救援阶段,应减小通风风速,避免横通道的气流使火灾隧道的烟气蔓延速度过快而对火源下游的人员不利;（2）入口通风风速越大,横通道中风速的大小对隧道中线上烟气浓度的影响越小;（3）不考虑横通道和考虑横通道且横通道内风速不同时,烟气浓度的纵向分布规律都基本相同,但是隧道不同横断面上的烟气浓度横向分布随风速的不同呈现出较复杂的规律,如果人员仍然沿着隧道中线逃离,可能会受到一定的威胁.     

特长公路隧道火灾事故及救援研究

由于隧道贯通运营后,隧道内交通系统处于半封闭状态,一旦隧道内部发生火灾产生烟雾无法迅速排出,隧道内被困人员的逃生以及消防人员的救援工作都是及其困难的.对隧道火灾事故、救援体系以及火灾救援要点进行分析研究,为特长公路隧道火灾预防和救援提供参考依据.     

特长隧道定点安全疏散问题研究

针对特长铁路隧道火灾防灾救援中采用“定点”设置的问题,从人员安全疏散的观点出发,建立人员疏散模型．采用数值模拟的方法,对特长铁路隧道中设置定点的形式、长度,横通道的间距、数量,以及不同火灾场景下定点中人员安全疏散时间等问题进行了研究．给出了一般特长铁路隧道定点设置方案,为进一步优化设计施工,促进完善铁路特长隧道的火灾防灾救援和安全疏散规划管理提供了依据．     

单洞对向公路隧道火灾烟气模糊控制

为解决公路隧道火灾烟气对人员的影响,以单洞对向交通隧道火灾为基础,建立火灾数值计算模型。在火灾烟气控制中引入模糊控制理论,模拟烟雾在隧道内两组射流风机之间200m的区间内往复运动,通过改变射流风机的风速和方向,分析在时间为180、360S内,风速为1．0、1．5m·S-1的火灾烟雾扩散情况,研究了控制区域内烟气的分布和影响规律。计算结果表明：在火灾点两侧分别开启射流风机,间歇为30S、风速为1．0m·S-1的运行烟气属于小振幅运动,烟雾基本控制在火源点左右两侧50～80m的位置;间歇为60S、风速为1．5m·S-1的运行烟气属于大振幅运动,烟雾基本控制在火源点左右两侧80～100m的位置;烟气小振幅运动要优于大振幅运动。     

隧道火灾数值模拟及人员疏散安全性研究

使用美国国家标准局（NIST）研发的FDS软件对隧道火灾进行数值模拟,动态地显示火灾发生的过程,并在模拟过程中计算出火灾的相关数据,通过对模拟实验数据的处理和分析,可为实施救援及人员疏散提供理论依据。     

秦岭终南山特长公路隧道火灾模型试验研究

特长公路隧道火灾，扑救困难，易造成严重损失，是影响隧道安全运营的一个关键因素。借助火灾模型试验，研究了火灾时隧道内温度随时间的变化，最高温度与通风风速、火灾规模的关系，提出了火灾阶段划分和隧道火灾的预防救援措施，并将研究成果应用于秦岭终南山特长公路隧道防灾工程。     

坡度对铁路隧道火灾影响的机理分析

以狮子洋隧道为背景,对隧道火灾因坡度引起的影响进行了数值模拟,分析了火灾时隧道内的温度、能见度及烟气蔓延特征,结果显示:隧道坡度对烟气蔓延的影响随坡度的增大而增大,并且存在着一个临界突变值.得出了烟气蔓延到最大又回流的一段长度,是由于隧道内、外的温度差产生烟囱效应的结果.并对临界风速公式中坡度对临界风速的影响系数提出了修正.为研究隧道火灾及制定火灾情况下人员疏散方案提供参考.     

公路隧道运营期火灾烟气流扩散规律及救援对策

火灾发生时隧道内烟气流的扩散规律对火灾救援至关重要。以张涿高速公路分水岭特长隧道为背景,采用计算流体动力学方法,对隧道火灾烟气流扩散进行数值模拟,总结了火灾工况下的烟气扩散规律,据此提出了相应的公路隧道火灾救援对策。     

基于CFD的公路隧道火灾数值模拟

为了有效控制公路隧道火灾的烟气扩散,基于计算流体动力学理论(computational fluid dynamics,CFD),采用Cfdesign软件进行数值模拟与分析,研究了公路隧道火灾的烟气运动规律,分析了不同火灾条件的温度分布和烟气蔓延规律,研究了射流风机的动力特性及其对火灾的影响.提出了公路隧道顶棚烟雾纵向扩散速度峰值函数模型、射流风机动力长度近似模型以及临界风速近似计算模型.分析表明,在射流风机动力区域的火灾,会产生大量涡流,严重危害下游人员的安全.     

不同排烟口开启状态下妈湾隧道的排烟技术

为了研究隧道发生火灾时通风排烟方式和排烟口开启状态对排烟效果的影响,对妈湾水下盾构隧道的排烟特性和排烟效率进行了分析. 通过理论分析和火灾动力学模拟器FDS,得到了纵向通风排烟方式的临界风速和重点通风排烟方式的最佳排烟量;基于不同的排烟口开启状态设置工况,对烟气高度、蔓延长度、人眼高度处的能见度、CO体积浓度及排烟口的风速大小和排烟效率进行了研究. 研究结果表明:（1） 妈湾水下盾构隧道临界风速为4.5 m/s,重点排烟方式下同时开启上下游排烟口及只开启下游排烟口的最佳排烟量分别为290、410 m3/s;（2） 同时开启上下游排烟口,且及时开启火源正上方排烟口,能保证人眼高度处能见度大于10 m,CO浓度仅在火源上下游200 m范围内超过人体耐受极限,最大值仅为450 ppm,烟气高度在火源上游方向近100 m范围内升高,烟气蔓延距离缩短;（3） 同时开启火灾上下游排烟口时,及时打开火灾点正上方排烟口时的整体排烟效率比不打开时更高;只开启下游排烟口时,则正好相反;（4） 综合人员逃生指标,当发生火灾时,应采用重点排烟,同时开启火灾上下游排烟口,并及时打开火灾点最近的排烟口.      

地铁隧道火灾烟气湍流反应的数值模拟研究

基于PDF湍流非预混燃烧理论,以天津地铁区间隧道作为研究对象,利用FLUENT软件,对隧道纵向通风后火灾烟气的湍流反应进行数值模拟,得到通风后烟气湍流反应的模拟结果,并将模拟结果与天津消防所的火灾实验数据进行比较,验证模拟结果的可靠性.研究结果表明,火灾时隧道氧含量急剧下降,火灾烟气中含有大量CO等不完全燃烧产物,当启动机械通风排烟后,带入隧道的氧气与不完全燃烧产物再次发生氧化反应,烟气的成分及浓度发生相应变化,从而对人的毒性作用也将有所改变.为隧道火灾烟气流动分布规律的进一步研究,有效组织人员疏散提供重要参考.     

隧道火灾排烟口位置对排烟效率的影响

为研究长大隧道其排烟口位置对半横向排烟效率的影响,本文以Memorial Tunnel 为原型建立1∶20隧道模型,其尺寸为 42.7 m × 0.45 m × 0.23 m,并采用坡度为水平和3.2%两种状态,以油池火（甲醇）作为火源,在模型隧道中进行了一系列的实验. 同时,采用火灾动力学模拟软件FDS 6.0.1对排烟口位于火源左侧、右侧和两侧对称分布3种工况进行数值模拟,对比数值模拟和实验结果,得出以下结论: （1）在水平隧道中,排烟口对称分布于火源两侧时,烟气层大致呈对称分布,排烟效率最高,相对于排烟口分布于火源左侧或右侧,其排烟效率能分别提高10.22%～13.58%和7.66%～16.84%;当两排烟口位于火源左侧或右侧时,烟气向排烟口所在位置相反方向蔓延距离增长,排烟效率不存在明显差异. （2）在倾斜隧道中,烟气在火源两侧呈不对称分布,向隧道高端蔓延距离较长;当排烟口仅火源左侧（低端）布置时排烟效率最低,而对称分布于火源两侧时的排烟效率有所提高,较排烟口仅左侧分布提高了33.9%～39.6%;排烟口仅分布于火源右侧（高端）时的排烟效率最高,与排烟口仅分布于火源左侧时相比,排烟效率提高了40.5%～51.6%. （3）倾斜隧道中排烟口位置对排烟效率的影响较水平隧道更为显著,且随着排烟量的增加,该影响程度逐渐减小.      

公路特长隧道通风与照明系统协同集约化设计探索

为了降低公路特长隧道通风与照明系统设施总规模和工程全寿命周期成本，以浙江杭绍台 高速公路陈家山特长隧道为依托，提出通风系统与照明系统协同设计的理念，即适应通风烟雾浓度、按需配置照明灯具光源类型。采用LED+高压钠灯的混合光源方式，隧道末端的烟雾浓度指 标要求可以提高，而隧道需风量相应可降低约17%。在此基础上，积极采用互补式通风模式，利用下坡隧道中的低浓度空气去稀释上坡隧道中的污浊空气，实现相邻隧道通风负荷的均衡。相对于优化之前采用的单竖井送排通风模式及纯LED光源类型，隧道通风照明系统总安装功率下降30%以上，从而有效提高了特长公路隧道通风系统设施规模的集约化水平，为减少今后运营期间的设备闲置打下良好基础。     

基于燃料可燃界限的隧道火灾回燃研究

地铁隧道属于大长细比的通风受限空间,隧道火灾在一定条件下会出现回燃．地铁隧道1：8缩尺比例的火灾模型实验表明,决定回燃是否产生的关键参数是燃料挥发份的质量分数,单隧道自然通风条件下均临界值为8．78％;利用燃料的可燃界限图所得到的质量分数的临界值为8．66％,与实验值接近．自然通风条件下的单隧道回燃和腔体回燃相似,但产生回燃的燃料挥发份质量分数的,临界值不同．在确定隧道火灾回燃之前,借助于燃料的可燃界限图初步判断其挥发份质量分数临界值的范嘲,对现场真实火灾回燃的分析和控制有重要的参考价值．     

公路隧道火灾自动报警系统实验研究

公路隧道火灾自动报警系统应用不理想的主要原因在于对设备性能了解不够.针对目前常用的三种火灾自动报警设备,通过在实体隧道做试验,得到了风速、烟雾、火灾报警分区数量等因素对火灾报警时间的影响,提出公路隧道火灾自动报警设施的试验方法与设备选型应考虑的主要因素.     

公路隧道火灾自动报警系统实验研究

公路隧道火灾自动报警系统应用不理想的主要原因在于对设备性能了解不够.针对目前常用的三种火灾自动报警设备,通过在实体隧道做试验,得到了风速、烟雾、火灾报警分区数量等因素对火灾报警时间的影响,提出公路隧道火灾自动报警设施的试验方法与设备选型应考虑的主要因素.