基于FDS的商界高速公路隧道火灾数值分析

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1、＼删NumericalanalysisabouttheShangJiehighwayoftunnelfirebasedonFDSADissertationSubmittedfortheDegreeofMasterCandidate：LiZaizhengSupervisor：Prof．RuFengChang’anUniversity,Xi’an，China论文独创性声明本人声明：本人所呈交的学位论文是在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除论文中已经注明引用的内容外，对论文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本论文中不包含任何未加明确注明的其

2、他个人或集体已经公开发表的成果。本声明的法律责任由本人承担。论文作者签名：奄左山争≯

3、1年6月／DEt～论文知识产权权属声明本人在导师指导下所完成的论文及相关的职务作品，知识产权归属学校。学校享有以任何方式发表、复制、公开阅览、借阅以及申请专利等权利。本人离校后发表或使用学位论文或与该论文直接相关的学术论文或成果时，署名单位仍然为长安大学。(保密的论文在解密后应遵守此规定)论文作者签名：泰羞t手导师签名：阳1『年6月fD日为1f年6月fD日摘要众所周知，公路隧道火灾危害严重，成为安全运营的主要灾害之一，受到国内外学者的广泛关注。当前，主要集中在以下几方面进行研究：隧道火

4、灾的温度场分布模型试验研究、隧道火灾的三维数值模拟、火灾时的临界风速研究、半横向通风方式下的火灾通风对策研究、衬砌的火灾损伤研究、火灾时人员的安全疏散研究等。但由于条件所限，试验时不易监测CO浓度和能见度，有的火灾模拟软件不能直接实现对能见度的模拟，对于火灾时基于人员车辆安全疏散条件下的CO浓度、能见度的分布规律和温度场的发生发展规律研究甚少。本文以商界高速公路隧道群为工程依托，为提升商界高速公路隧道火灾突发事故状态下的安全性，结合商界高速公路隧道群的特点，以全线最长、事故多发路段的芦家山一号隧道为主体，进行研究。基于FDS火灾动力学模型，对芦家山一号隧道在自然通风和机

5、械通风条件时不同规模的火灾分为6种工况分别建立了仿真模型，并进行数值模拟计算。通过数据分析显示，利用FDS对公路隧道火灾进行数值分析计算是可行的，可较好掌握温度、烟流随时间的发生、发展规律。本文对6种工况下的隧道火灾温度场扩散规律进行了研究，主要研究了温度随时间的发展变化规律、温度的纵向分布规律、一人高处的温度横向分布规律和温度场的扩散范围。研究显示，利用3m／s的机械通风，可有效控制隧道内高温烟流的扩散、降低隧道内温度，为人员和车辆的安全疏散创造有利环境。本文对6种工况下的隧道火灾烟气场扩散规律进行研究，由于隧道火灾烟气中影响人员车辆疏散的主要是CO浓度和能见度两项指

6、标，因此，本文主要对其在隧道内的纵、横向分布规律进行研究。研究显示，3rrds的机械通风，亦能有效降低隧道内CO浓度，提高隧道内的可见度。隧道火灾时的火灾规模和通风风速对隧道内温度、CO浓度和可见度的分布及扩散范围影响最大。无论是在自然通风还是机械通风的情况下，从CO浓度和能见度两项指标考虑，火区下游的人员和车辆均应沿隧道中线附近进行疏散。关键词t隧道火灾，FDS数值分析，温度，CO浓度，能见度AbstractThehighwaytunnelfirehasalwaysbeenfollowedwitllinterestandstudiedearnestlybygreatm

7、anyscholarsathomeandabroad，foritisoneofthemajordisastersaffectingthesafetyofhighwayoperation．Currently,theresearchabouttunnelfiremainlyfocusesonthefollowingareas：themodeltestoftemperaturedistribution，theThree—DimensionalNumericalSimulationoftunnelfire，thecriticalofwindspeed，theventilatio

8、nplanunderthewayofsemi·transverseventilationsystem，thedamageintheliningofthefire，theproblemofhowtoevacuatepeoplesafelyincaseoftunnelfire．However,thestudyontheCOconcentration,thedistributionofvisibility,theoccurrenceanddevelopmentoftemperaturedistributionbasedontheconditio