飞机客舱烟气扩散数值仿真.pdf

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1、第４４卷第５期航空计算技术Ｖｏｌ．４４Ｎｏ．５２０１４年９月ＡｅｒｏｎａｕｔｉｃａｌＣｏｍｐｕｔｉｎｇＴｅｃｈｎｉｑｕｅＳｅｐ．２０１４飞机客舱烟气扩散数值仿真白杰，黄士均，杨建忠，杨士斌（中国民航大学天津市民用航空器适航与维修重点实验室，天津３００３００）摘要：通过建立五排客舱的几何模型及客舱烟气流动的数值仿真模型，采用ＲＮＧk桘ε湍流模型对客舱内的湍流流动进行描述。基于Ｆｌｕｅｎｔ对火灾阴燃阶段客舱内烟气浓度场和温度场进行三维数值模拟分析，预测了烟气浓度随时间变化规律。结合适航规章分析烟气中ＣＯ、ＣＯ２浓度对客舱空气品质及乘客健康安全的影响，

2、给出火灾紧急措施建议，同时也为大型运输类飞机烟雾的适航审定符合性验证方法的研究提供基础。关键词：飞机客舱；阴燃；烟气扩散；数值模拟中图分类号：Ｖ３２８文献标识码：Ａ文章编号：１６７１桘６５４Ｘ（２０１４）０５桘０００１桘０４NumericalSimulationonSmokeDiffusioninAircraftCabinＢＡＩＪｉｅ，ＨＵＡＮＧＳｈｉ桘Ｊｕｎ，ＹＡＮＧＪｉａｎ桘ｚｈｏｎｇ，ＹＡＮＧＳｈｉ桘ｂｉｎ（TianjinKeyLaboraotryofCivilAircratfAiwrorthinessandMaintenacne，Civi

3、lAviationUinversityofChina，Tianjin３００３００，China）Abstract：Ｆｉｒｓｔｌｙ，ｔｈｅｃａｂｉｎ′ｓｇｅｏｍｅｔｒｙｍｏｄｅｌｗｉｔｈｆｉｖｅｒｏｗｓａｎｄｔｈｅｓｍｏｋｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎｎｕｍｅｒｉｃａｌｍｏｄｅｌａｒｅｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．ＴｕｒｂｕｌｅｎｔｆｌｏｗｉｎｔｈｅｃａｂｉｎｉｓｄｅｓｃｒｉｂｅｄｕｓｉｎｇＲＮＧk桘εｔｗｏ桘ｅｑｕａｔｉｏｎｓｔｕｒｂｕｌｅｎｃｅｍｏｄｅｌ．Ｓｅｃｏｎｄｌｙ，ｓｍｏｋｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｆｉｅｌｄａｎｄｔｈｅｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｆｉｅｌｄ

4、ｏｆ３桘ＤａｉｒｆｌｏｗｆｏｒｆｉｒｅｓｍｏｌｄｅｒｉｎｇｐｈａｓｅｉｎｔｈｅｃａｂｉｎａｒｅｓｉｍｕｌａｔｅｄａｎｄａｎａｌｙｚｅｄｂａｓｅｄｏｎＦｌｕｅｎｔ．Ｔｈｅｒｅｇｕｌａｒｉｔｙｏｆｓｍｏｋｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｃｈａｎｇｉｎｇｗｉｔｈｔｉｍｅｉｓｐｒｅｄｉｃｔｅｄ．Ａｔｌａｓｔ，ｃｏｍｐａｒｉｎｇｗｉｔｈｔｈｅａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓｒｅｇｕｌａｔｉｏｎ，ｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｏｆＣＯ，ＣＯ２ｉｎｓｍｏｋｅｗｈｉｃｈｉｎｆｌｕｅｎｃｅｓｏｎｔｈｅｃａｂｉｎａｉｒｑｕａｌｉｔｙａｎｄｈｅａｌｔｈｓａｆｅｔｙｉｓａｎａｌ

5、ｙｚｅｄ．Ｒｅｃｏｍｍｅｎｄａｔｉｏｎｓａｒｅｇｉｖｅｎｆｏｒｔｈａｔｏｎｃｅｆｉｒｅｅｍｅｒｇｅｎｃｙｔａｋｅｐｌａｃｅ．Ｔｈｉｓｗｏｒｋｐｒｏｖｉｄｅｓｆｏｕｎｄａｔｉｏｎｆｏｒｓｍｏｋｅａｉｒｗｏｒｔｈｉｎｅｓｓｃｏｍ-ｐｌｉａｎｃｅｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｒｅｓｅａｒｃｈｆｏｒｌａｒｇｅｔｒａｎｓｐｏｒｔａｉｒｃｒａｆｔ．Keywords：ａｉｒｃｒａｆｔｃａｂｉｎ；ｓｍｏｌｄｅｒｉｎｇ；ｓｍｏｋｅｄｉｆｆｕｓｉｏｎ；ｎｕｍｅｒｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎ引言死亡是由烟气引起，其中大部分人是由于吸入了有毒随着世界经济全球化进程的加快，飞机

6、已经成为气体或缺氧昏迷后而致死，而火灾烟气中的ＣＯ、ＣＯ２普通的交通工具。但是由于飞机结构复杂，电子电气是火灾中致人死亡的主要气体。１９８２年我国民航客元件、机械部件分布密集，油料携带巨大，加之飞机客机“２０２”发生火灾产生的毒气致使２５名乘客丧生，死舱环境狭小，人员密集，一旦发生火灾，将造成重大的者衣冠整齐，皮肤完好。在飞行过程中，火灾一旦发展人员伤亡和经济损失。飞机客舱内火灾属于室内火灾到明火期或轰然阶段，乘客和飞机就很难幸存，造成的的一种，室内火灾大致可分为四个阶段：初期、发展期、结果往往都是机毁人亡。阴燃阶段产生的有毒气体最最盛期、终期。

7、其中初期和发展期是火灾的初期阶段，多，发展时间最长，如果火灾在早期阶段就能被发现，俗称“阴燃”。阴燃一般是一个非常缓慢的过程，由于为飞行人员争取足够多的时间采取应急措施将会大大不完全燃烧，阴燃阶段也是毒气产生的主要阶段。阴降低因火灾引起的空难。所以，本文选取火灾阴燃阶燃阶段产生的毒气种类一般包括：ＣＯ，ＣＯ２，ＮＯＸ，段为研究对象。ＨＣＬ，Ｈ［２］２Ｓ，ＨＦ，ＳＯ等，不同的燃烧物产生的有毒气体咨询通告ＡＣ２５－７Ａ“运输类飞机合格审定飞不完全相同，但是研究表明，火灾阴燃阶段产生的气体行试验指南”提出采用飞行试验来验证有关通风、防火［１］主要是ＣＯ

8、和ＣＯ２。室内火灾中６０％～８０％左右的相关条款，但火灾实验具有一定的破环性和危险性，且收稿日期：２０１４－０７－１１修订日期：２０１４