大型客车火灾蔓延规律数值模拟研究

发布时间：2017-09-13 03:43

  本文关键词：大型客车火灾蔓延规律数值模拟研究

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【摘要】：近年来,大型客车火灾事故频繁发生,事故造成了大量人员伤亡与经济损失,同时也带来恶劣的社会影响。研究客车火灾发展规律对客车安全性研究的开展意义重大。本文采用数值模拟手段,基于常见客车建立物理模型,对客车火灾时的火焰蔓延与烟气运动特性进行了研究。探讨了开口条件、火源位置、环境风与施加细水雾不同火灾模式下客车火灾蔓延规律,并提出相应客车火灾防治技术。主要工作如下： (1)通过调研,确定了客车火灾荷载,采用FDS建立了客车火灾模型。将模拟计算数据与已有的全尺寸客车火灾试验数据进行对比和分析,验证了应用FDS进行客车火灾模拟研究的可靠性。 (2)对客车火灾进行计算模拟,得出了不同开口条件、火源位置、环境风与施加细水雾对客车火灾蔓延的影响规律。基于氧耗原理提出了客车火灾热释放速率峰值预测计算式,并通过理论分析与数值模拟得出客车火灾烟气运动临界风速。 (3)通过对模拟数据的分析,得到了不同火灾场景下客车火灾轰燃时间及可用安全疏散时间,轰燃条件下,客车火灾可用安全疏散时间不到1分钟。 (4)引入事故致因理论,建立了客车火灾事故致因模型。基于该模型和火灾模拟结果,提出了各阶段相应的客车火灾防治对策与建议。 本文对客车火灾事故分析、火灾模拟与防治对策进行了较为系统的研究,可为客车火灾防治的进一步研究打下基础,并为客车的设计和安防技术开发提供参考。
【关键词】：客车火灾 CFD模拟 氧消耗原理 火焰蔓延 烟气运动
【学位授予单位】：中南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：U461.91;U492.83
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 绪论10-20
• 1.1 课题的研究背景与意义10-14
• 1.2 国内外客车火灾研究现状14-18
• 1.2.1 国外研究概况14-17
• 1.2.2 国内研究概况17-18
• 1.3 主要研究内容及方法18-20
• 1.3.1 研究内容18-19
• 1.3.2 研究方案19-20
• 2 客车火灾事故危险性分析20-36
• 2.1 客车火灾的结构缺陷及主要特点分析20-21
• 2.1.1 客车结构缺陷20-21
• 2.1.2 客车火灾的主要特点21
• 2.2 客车火灾事故案例分析21-26
• 2.3 客车火灾主要原因分析26-31
• 2.3.1 电路系统故障27-28
• 2.3.2 机械故障28-29
• 2.3.3 油路系统故障29-30
• 2.3.4 排气管系统故障30-31
• 2.3.5 撞击起火31
• 2.3.6 其他31
• 2.4 客车火灾事故致因理论分析31-33
• 2.5 客车火灾危险性评价标准33-35
• 2.6 本章小结35-36
• 3 客车火灾数值模型设置及验证36-54
• 3.1 模拟软件选择36-38
• 3.1.1 数值模拟方法分类与比较36
• 3.1.2 FDS基本原理36-38
• 3.2 数值模型建立38-42
• 3.2.1 客车模型建立38-39
• 3.2.2 参数设置39-41
• 3.2.3 测点布置41-42
• 3.3 火灾场景设定42-50
• 3.3.1 火灾发展过程42
• 3.3.2 确定火灾热释放速率曲线的方法42-43
• 3.3.3 火源设定43-47
• 3.3.4 火灾场景设置47-50
• 3.4 网格划分及模拟精确性验证50-53
• 3.4.1 网格划分及独立性分析50-52
• 3.4.2 基于FDS薄壁固体边界的等效参数法52
• 3.4.3 数值模拟准确性验证52-53
• 3.5 本章小结53-54
• 4 客车火灾蔓延规律模拟结果与分析54-91
• 4.1 开口状况对客车火灾蔓延的影响54-65
• 4.1.1 热释放速率分析54-57
• 4.1.2 温度变化分析57-60
• 4.1.3 烟气蔓延规律60-61
• 4.1.4 客车火灾轰燃分析61-62
• 4.1.5 安全疏散环境分析62-65
• 4.2 火源位置对客车火灾蔓延的影响65-71
• 4.2.1 热释放速率分析65-66
• 4.2.2 温度变化分析66-67
• 4.2.3 烟气蔓延规律67-68
• 4.2.4 客车火灾轰燃分析68-69
• 4.2.5 安全疏散环境分析69-71
• 4.3 环境风对客车火灾蔓延的影响71-83
• 4.3.1 热释放速率分析71-74
• 4.3.2 温度变化分析74-79
• 4.3.3 烟气运动临界风速分析79-81
• 4.3.4 客车火灾轰燃分析81-82
• 4.3.5 安全疏散环境分析82-83
• 4.4 细水雾对客车火灾蔓延的影响83-88
• 4.4.1 热释放速率分析83-84
• 4.4.2 温度变化分析84-85
• 4.4.3 烟气蔓延规律85-86
• 4.4.4 客车火灾轰燃分析86-87
• 4.4.5 安全疏散环境分析87-88
• 4.5 本章小结88-91
• 5 客车火灾防治对策91-98
• 5.1 国内外客车火灾防治技术91-94
• 5.1.1 客车火灾的主动防护技术91
• 5.1.2 客车火灾的被动防护技术91-94
• 5.2 基于事故致因模型的客车火灾防治对策研究94-97
• 5.2.1 客车火灾事故致因模型构建94
• 5.2.2 基于能量释放事故致因模型的防治对策94-97
• 5.3 本章小结97-98
• 6 结论与展望98-100
• 参考文献100-106
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文及参加的科研项目106-107
• 致谢107

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：841332