水下隧道坡度大、坡形為特殊的V形坡,導致隧道內(nèi)的煙氣運動更為復雜,煙氣控制更加困難。采用數(shù)值模擬和理論分析的方法對水下V形坡隧道內(nèi)的煙氣溫度分布及蔓延特性開展研究,得到了水下V形坡隧道合理控制煙氣的關鍵性參數(shù)。主要研究工作及成果如下:（1）建立了自然通風條件下V形坡隧道頂棚下方煙氣溫度縱向衰減預測公式。通過數(shù)值模擬獲得不同坡形隧道內(nèi)的溫度及流速分布,結果發(fā)現(xiàn)V形坡隧道的煙氣溫度衰減速度介于單坡度隧道上下游之間,利用量綱分析得出V形坡隧道的無量綱溫升參數(shù)服從指數(shù)函數(shù)分布,與無量綱火源功率呈0.6次方的指數(shù)關系,與隧道坡度存在一定的非線性關系。（2）闡明了火源位置對V形坡隧道雙坡耦合作用下煙氣競爭的影響機理。通過數(shù)值模擬及理論分析得出煙氣從火源側隧道端口排出,大量空氣從非火源側端口流入,結合煙氣蔓延長度及質(zhì)量流量分布,隧道內(nèi)的煙氣運動可分為雙坡控制區(qū)、過渡區(qū)、單坡控制區(qū),火源距變坡點的高度大于2.1m時,煙氣運動處于單坡控制區(qū);過渡區(qū)時火源側排出的煙氣質(zhì)量流量最大,無量綱質(zhì)量流量與無量綱火源功率的0.3次方成正比,與隧道坡度成正比。（3）構建了雙坡耦合作用下V形坡隧道的臨界風速計算公式。利... 

【文章頁數(shù)】：58 頁

【學位級別】：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 隧道火災危險性
        1.1.2 水下隧道的火災特性
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 隧道火災煙氣溫度特性研究
        1.2.2 隧道火災煙氣蔓延特性研究
        1.2.3 隧道火災煙氣控制研究
    1.3 研究內(nèi)容
    1.4 技術路線
第2章 V形坡隧道煙氣溫度縱向衰減研究
    2.1 數(shù)值模擬
        2.1.1 FDS簡介
        2.1.2 模型建立及火災場景設置
        2.1.3 網(wǎng)格獨立性分析
    2.2 模擬結果與討論
        2.2.1 隧道內(nèi)的煙氣運動與流速分布
        2.2.2 隧道內(nèi)的溫度分布情況
        2.2.3 煙氣溫度縱向衰減預測模型
    2.3 本章小結
第3章 V形坡隧道競爭效應對煙氣特性的影響
    3.1 模型建立及火災場景設置
    3.2 模擬結果與討論
        3.2.1 不同坡形隧道內(nèi)的煙氣運動差異
        3.2.2 煙氣逆流長度及臨界位置點
        3.2.3 V形坡隧道競爭效應對煙氣運動的影響
    3.3 本章小結
第4章 火源位置對V形坡隧道臨界風速影響研究
    4.1 模型建立及火災場景設置
    4.2 模擬結果與討論
        4.2.1 火源位置對不同坡形隧道的煙氣運動影響
        4.2.2 不同坡形隧道內(nèi)的溫度分布規(guī)律
        4.2.3 不同坡形隧道的臨界風速分析
    4.3 本章小結
第5章 結論與展望
    5.1 結論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
附錄1 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文
附錄2 攻讀碩士學位期間參加的科研項目


【參考文獻】：
期刊論文
[1]水下鐵路隧道V形坡對煙氣競爭效應的影響[J]. 姜學鵬,廖湘娟,景安.  中國鐵道科學. 2019(01)
[2]人字坡山嶺隧道火災頂板下方煙氣最高溫度的研究[J]. 姜學鵬,廖湘娟,何振華.  安全與環(huán)境學報. 2018(03)
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博士論文
[1]縱向通風與頂棚集中排煙作用下隧道火災頂棚射流行為特性研究[D]. 陳龍飛.中國科學技術大學 2016
[2]狹長通道火災煙氣熱分層及運動機制研究[D]. 許秦坤.中國科學技術大學 2012
[3]隧道火災煙氣的溫度特征與縱向通風控制研究[D]. 李立明.中國科學技術大學 2012
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碩士論文
[1]坡度對特長公路隧道火災煙氣蔓延特性影響研究[D]. 彭錦志.中南大學 2011



本文編號：3728695