地铁隧道内列车运动火灾烟气控制数值模拟研究

发布时间：2025-03-18 03:09

　　随着社会经济发展和城市建设的加快以及人们出行方式的需要,地铁已经成为北京市最重要的交通工具之一,北京地铁因而得到高速发展,地铁火灾的安全问题也逐渐成为人们关注的焦点。发生地铁火灾后,现有的大部分研究为针对着火的地铁列车停留在隧道内的相关问题研究,而对于地铁列车发生火灾后带火在区间隧道行驶,目前的研究还较少,同时地铁设计规范中未明确规定列车在隧道内的安全运行速度以及隧道内通风排烟系统的具体运行模式。因此,关于地铁运动火灾的研究,对促进着火列车在隧道内运行的安全控制研究具有重要的科学意义和现实意义。目前,对于隧道地铁火灾问题的主要研究方法有模型实验、数值模拟全尺寸试验三种。其中数值模拟是研究地铁火灾的一种非常重要的手段。 本文结合北京市自然科学基金重点资助项目“地铁列车在隧道内着火后继续行驶的火灾安全控制研究”,以北京某地铁为研究对象,采用数值模拟的研究方法对地铁列车运动火灾特性展开研究。本文利用CFD软件STAR-CCM+对地铁隧道的原尺寸模型进行数值模拟。在与火灾模型实验的结果进行对比验证后,结合滑移网格方法对原尺寸地铁列车运动体火灾的多种工况进行模拟,建立了列车行驶速度与火灾烟气流...

【文章页数】：96 页

【学位级别】：硕士

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致谢
中文摘要
ABSTRACT
目录
1 绪论
    1.1 选题背景及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 全尺寸试验
        1.2.2 模型实验
        1.2.3 数值模拟
    1.3 本文的研究内容及关键点
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究关键点
    1.4 本章小结
2 火灾及地铁火灾理论基础
    2.1 火灾发展基本过程
    2.2 火灾热释放速率
        2.2.1 热释放速率概念
        2.2.2 设定火灾热释放速率模型
    2.3 地铁火灾特点
        2.3.1 地铁列车火灾起火原因
        2.3.2 地铁列车火灾荷载
    2.4 地铁火灾烟气
        2.4.1 烟气的组成及危害
        2.4.2 烟气流动的主要阶段
        2.4.3 地铁火灾烟气流动分析
    2.5 本章小结
3 地铁火灾数值模拟方法
    3.1 湍流模型
    3.2 湍流燃烧模型
    3.3 基本控制方程
    3.4 数学模型求解
    3.5 滑移网格的实现
    3.6 本章小结
4 模型实验的数值模拟验证
    4.1 理论基础
        4.1.1 相似性分析
        4.1.2 相对运动原理
    4.2 火灾模型实验简介
    4.3 模型实验数值模拟
        4.3.1 模型的建立
        4.3.2 设定数值模拟条件
        4.3.3 数值模拟结果及验证
    4.4 本章小结
5 地铁列车运动火灾安全性分析
    5.1 模型建立
    5.2 设定数值模拟条件
    5.3 火灾规模的确定及火源设置探讨
        5.3.1 火灾规模
        5.3.2 火源探讨
    5.4 隧道内速度场变化规律
        5.4.1 隧道内活塞风特性模拟分析
        5.4.2 隧道环形空间流场分析
        5.4.3 列车附近速度时变规律
    5.5 隧道内运动火灾模拟分析
        5.5.1 列车附近温度时变规律
        5.5.2 隧道内温度变化规律
        5.5.3 隧道烟气分布
        5.5.4 列车在隧道内带火行驶安全性分析
    5.6 本章小结
6 结论
    6.1 主要结论
    6.2 工作展望
参考文献
作者简历
学位论文数据集



本文编号：4035910