發(fā)布時間：2020-12-14 17:11

　　研究隧道火災(zāi)煙氣在不同流動區(qū)域內(nèi)各項流動參數(shù)的變化規(guī)律,確定不同流動區(qū)域長度,在此基礎(chǔ)上提出隧道火災(zāi)數(shù)值計算區(qū)段長度計算公式,對于完善隧道火災(zāi)煙氣輸運理論體系和優(yōu)化建模參數(shù)設(shè)置等方面具有重要的指導(dǎo)意義。本文通過理論分析及數(shù)值模擬的方法對公路隧道火災(zāi)煙氣流動區(qū)域及數(shù)值計算長度進(jìn)行研究。主要研究工作及獲得的成果如下:(1)研究了公路隧道火災(zāi)近火源區(qū)域長度。首先通過數(shù)值模擬得到隧道頂板下方中心線與側(cè)壁沿程溫度數(shù)據(jù),提出將“溫差梯度小于小于1℃/m”作為近火源區(qū)域和遠(yuǎn)火源區(qū)域分界點的劃分依據(jù)。然后,分別分析了火源功率、隧道斷面幾何形狀和火源幾何形狀等因素對近火源區(qū)長度的影響。最后,建立了耦合火源功率和隧道斷面幾何形狀等影響因素的近火源區(qū)長度無量綱預(yù)測公式,得出近火源區(qū)長度L_n~*與火源功率Q*的2/5次方呈線性增長關(guān)系。(2)研究了公路隧道火災(zāi)煙氣湍流摻混區(qū)域長度。首先通過數(shù)值模擬得到煙氣層厚度數(shù)據(jù),分析隧道遠(yuǎn)火源區(qū)域內(nèi)煙氣層形態(tài)變化規(guī)律,得出遠(yuǎn)火源區(qū)域可劃分為兩個部分:即一維流動區(qū)域和煙氣湍流摻混區(qū)域。然后,利用Froude數(shù)定量表征遠(yuǎn)火源區(qū)內(nèi)煙氣層慣性力與熱浮力的關(guān)系,明確煙氣湍流摻混區(qū)... 

【文章來源】：武漢科技大學(xué)湖北省

【文章頁數(shù)】：66 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第1章 緒論
    1.1 研究背景及意義
        1.1.1 公路隧道的發(fā)展
        1.1.2 隧道火災(zāi)煙氣危害性
        1.1.3 隧道火災(zāi)煙氣流動過程
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 隧道火災(zāi)近火源區(qū)域長度研究
        1.2.2 隧道火災(zāi)煙氣湍流摻混區(qū)域長度研究
        1.2.3 隧道火災(zāi)數(shù)值計算區(qū)段臨界長度研究
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 研究方案及技術(shù)路線
第2章 公路隧道火災(zāi)近火源區(qū)域長度研究
    2.1 理論分析
        2.1.1 煙氣流動過程中速度場與溫度場分析
        2.1.2 無量綱分析
    2.2 數(shù)值模擬設(shè)計
        2.2.1 火災(zāi)動力學(xué)模擬工具FDS簡介
        2.2.2 模擬參數(shù)及火災(zāi)場景
        2.2.3 模擬網(wǎng)格尺寸分析
        2.2.4 模擬工況設(shè)置
    2.3 模擬結(jié)果分析與討論
        2.3.1 火源功率對近火源區(qū)長度的影響
        2.3.2 隧道斷面形狀對近火源區(qū)長度的影響
        2.3.3 火源幾何形狀對近火源區(qū)長度的影響
    2.4 本章小結(jié)
第3章 公路隧道火災(zāi)煙氣湍流摻混區(qū)域長度研究
    3.1 無量綱分析
    3.2 模型參數(shù)及火災(zāi)工況設(shè)置
        3.2.1 模擬參數(shù)及測點設(shè)置
        3.2.2 模擬工況設(shè)置
    3.3 模擬結(jié)果分析與討論
        3.3.1 遠(yuǎn)火源區(qū)域內(nèi)不同隧道長度下煙氣層沉降情況
        3.3.2 遠(yuǎn)火源區(qū)域煙氣層弗洛德數(shù)值變化規(guī)律分析
        3.3.3 煙氣湍流摻混區(qū)長度無量綱預(yù)測模型
    3.4 本章小結(jié)
第4章 公路隧道火災(zāi)數(shù)值計算區(qū)段臨界長度研究
    4.1 理論分析
    4.2 模型參數(shù)及火災(zāi)工況設(shè)置
        4.2.1 模擬參數(shù)及測點設(shè)置
        4.2.2 模擬工況設(shè)置
    4.3 模擬結(jié)果分析與討論
        4.3.1 隧道長度變化對煙氣質(zhì)量流量的影響
        4.3.2 隧道長度變化對沿程溫度分布的影響
        4.3.3 公路隧道火災(zāi)數(shù)值計算區(qū)段臨界長度計算公式
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 創(chuàng)新點
    5.3 研究展望
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄1 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的成果
附錄2 攻讀碩士學(xué)位期間參加的科研項目


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]礦井通風(fēng)風(fēng)量測量及誤差補償?shù)姆抡嫜芯縖J]. 李曼,霍曼.  中國安全科學(xué)學(xué)報. 2018(05)
[2]我國水下盾構(gòu)隧道代表性工程與發(fā)展趨勢（英文）[J]. 肖明清.  隧道建設(shè)(中英文). 2018(03)
[3]城市公路隧道火災(zāi)近火源區(qū)長度的研究[J]. 李垣志,牛國慶,張軒軒.  中國安全生產(chǎn)科學(xué)技術(shù). 2017(12)
[4]公路隧道火災(zāi)事故統(tǒng)計分析及防災(zāi)減災(zāi)對策[J]. 賴金星,周慧,程飛,汪珂,馮志華.  隧道建設(shè). 2017(04)
[5]城市地下長直隧道火災(zāi)近火源區(qū)長度確定[J]. 李炎鋒,趙威翰,邊江,李俊梅,侯昱晟.  廣西大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版). 2016(04)
[6]我國隧道及地下工程發(fā)展現(xiàn)狀與展望[J]. 洪開榮.  隧道建設(shè). 2015(02)
[7]公路隧道火災(zāi)危害及消防安全對策探析[J]. 趙利程,曹萬璞.  武警學(xué)院學(xué)報. 2014(08)
[8]點式排煙誘導(dǎo)風(fēng)速對大功率隧道火災(zāi)煙氣影響數(shù)值模擬[J]. 王剛,趙冬.  安全與環(huán)境學(xué)報. 2013(05)
[9]通道火災(zāi)時橫向排煙對煙氣層化特性的影響研究[J]. 蔣亞強,霍然,胡隆華,陽東,劉帥,祝實.  工程力學(xué). 2010(07)
[10]縱向風(fēng)對通道火災(zāi)煙氣豎向分層特性的影響[J]. 陽東,胡隆華,霍然,蔣亞強,劉帥,祝實.  燃燒科學(xué)與技術(shù). 2010(03)

博士論文
[1]隧道內(nèi)受限火羽流行為特征及豎井自然排煙機理研究[D]. 高子鶴.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2016
[2]狹長通道火災(zāi)煙氣熱分層及運動機制研究[D]. 許秦坤.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2012
[3]頂部開孔的地鐵隧道火災(zāi)煙氣擴散特性及控制方法[D]. 袁中原.西南交通大學(xué) 2012
[4]地鐵站火災(zāi)煙氣流動及通風(fēng)控制模式研究[D]. 紀(jì)杰.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2008
[5]隧道火災(zāi)煙氣蔓延的熱物理特性研究[D]. 胡隆華.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2006

碩士論文
[1]集中排煙模式下隧道火災(zāi)煙氣層卷吸行為與特征參數(shù)演化研究[D]. 梅鳳珠.合肥工業(yè)大學(xué) 2018
[2]公路隧道防火救災(zāi)對策研究[D]. 鄧念兵.長安大學(xué) 2003



本文編號：2916710