小半径曲线隧道火灾事故通风数值模拟研究-防灾减灾工程及防护工程专业论文.docx

摘要本文以四川雅安至西昌高速公路上的干海子曲线公路隧道为工 程背景，应用大涡模拟技术，对小半径曲线公路隧道火灾烟气蔓延规 律进行数值模拟研究。主要工作及取得的进展如下：(1)在分析公路隧道火灾通风理论的基础上，结合小半径曲线 隧道特殊的边界条件，确定合适的数值计算控制方程及数值模拟软 件，建立了曲线隧道火灾烟气流动研究的三维数值模型。在研究国内 外隧道防火规范及隧道火灾案例基础上，提出了小半径隧道火灾模拟 的火源设定方法，确定火灾模拟工况。(2)通过对模拟结果的详细深入分析，研究了火灾烟气回流控 制方法，提出了干海子曲线隧道火灾事故紧急通风情况下的最小纵向 通风风速；分析了不同通风风速条件下干海子曲线隧道火灾烟流速 度、温度和浓度的分布特征及变化规律。(3)通过对不同曲率半径隧道的横向和纵向烟气分布进行比较 分析，定量分析了曲率半径的影响，获得了小半径曲线隧道火灾烟流 运动规律的独特特征。(4)对不同火灾工况下小半径曲线隧道的温度场进行分析，总 结了温度场分布规律，研究火灾对隧道衬砌的危害，并针对隧道的防 灾设计，建议结构设计中必须加强隧道上部建筑材料的耐火等级，且 对安设在顶部的通风设备进行耐火和高温防护。(5)研究了烟气高温危害及毒性危害，提出了小半径曲线隧道 中烟气危害的控制方法。本文所建立的曲线隧道火灾三维模拟模型计算参数较全面，能给 出较完整的信息，为干海子曲线公路隧道的防灾救灾预案的制定提供直接的理论依据和指导，而且也可作为其他曲线隧道火灾安全工程的相关参考。对进一步开展曲线隧道火灾与通风方面的研究有着重要的实用价值。关键词小半径曲线隧道，数值模拟，火灾通风，温度场，速度场ABSTRACTIn this paper,large eddy simulation technology is applied to study the numerical simulation of fire smoke flow law in small radius curve tunnel in the highway of Ya’all to Xichang in Sichuan．The main works and progresses attained are as follows：(1)Based on the analysis of ventilation theory of highway tunnel fire and combined the special boundary condition of small radius curvetunnel，appropriate control equation in numerical calculation andnumerical simulation software are determined，and three．dimensional numerical model of curve tunnel fire smoke flow is established．·Then setting method of fire source and§imulation working condition are determined on the basis of codes for tunnel fire protection and tunnel fire incidents at home and abroad． ，(2)Backflow control method of fire smoke is studied and thecritical wind velocity of Ganhaizi curve tunnel in the fire emergencysituation is proposed from a thorough analysis on simulation results．珏echaracters of fire smoke flow in curve tunnels．which include velocity, temperature and concentration distributions，are analyzed under different ventilation conditions． 一(3)Though the transverse and longitudinal comparison analysis in different tunnel curvature．the effect of tunnel curvature on fire smoke flow is studied quantitative