FDS地铁车厢火灾发展蔓延特性研究(4)
时间:2019-08-23 18:22 来源:毕业论文 作者:毕业论文 点击:次
综上所述，火灾的研究重中之重就是烟气发展规律，从而地铁火灾的研究中，烟气的发展和控制也有着举足轻重的地位。本次研究所采用的方法是基于目前先进的计算机科学和计算流体力学使用计算机技术解决理论计算。本次研究的结果和方法可以作为火灾研究的参考，尤其是受限空间火灾和本次研究的对象类似，可以参考本次研究所采用的方法和结论。最后本次研究的结果也可以给我国地铁车厢火灾防范相关设计和发展方面提供参考性建议。 1.2国内外研究现状 1.3本文研究内容和方法 本研究的主要内容就是通过 FDS软件模拟一般地铁车厢在发生火灾时，周围环境的变化规律，比如温度的改变和烟气的发展规律。 由于现在地铁的飞速发展和广泛的使用，地铁安全的重要性越来越凸显出来。由于地铁大部分时间位于地下隧道，通风的效果并不是那么理想，而一旦在地铁发生火灾，产生的影响也是巨大的。不同于其他建筑火灾，地铁火灾拥有的逃生时间更为短暂，逃生的环境也更为艰难，早成通常造成的财产损失和人员伤亡也较一般建筑严重，其中特别是烟气的影响，比起一般建筑火灾要大得多。本文本文主要从多个角度出发，以多火源位置为前提进行了一系列研究试验，建立起多个不同的火灾场景。首先建立了地铁车厢的FDS数值模型，设定好各个参数条件，然后运用火灾数值模拟软件FDS进行了一系列的计算与模拟，最后得出各个火灾场景温度场分布云图及烟气的分布图，从而了解其火灾发生时温度和烟气的分布特性。结合相关文献资料和实际数据得出对人员疏散有力的方案或建议等。 2.火灾模拟的基本理论和方法 2.1基本理论和方法 2.1.1烟气流动基本守恒方程 火灾的燃烧过程是耦合化学反应的流动与传热的过程，可使用一组包括一些相关变量的偏微分方程来进行描述。牛顿流体的质量、动量和能量守恒方程可以如下表示[8]： 质量守恒： ∂ρ/∂t+∇•ρu=0 （1） 动量守恒： ∂/∂t (ρu)+∇•ρu+∇p=ρg+f+〖∇τ〗_ij 能量守恒： ∂/∂t (ρh)+∇•ρhu=Dp/Dt+q^m-∇• q^n+∅ （3） 理想气体状态方程： p=ρRT/W 式中，ρ为气体密度，u速度矢量，g为重力加速度，f为外部力矢量，τ_ij为牛顿流体黏性应力张量，h为显焓， p为压力，q^m为单位体积的热释放速率， q^n为热通量矢量，T为温度，∅为耗散函数，R为理想气体常数，W为气体混合物分子量。 其中，质量守恒方程通常表示为不同气体组分r的质量分数的形式： ∂/∂t (ρY_i )+∇•ρY_i u+∇p=∇•ρD_i ∇Y_i+m_i^m （5） 式中，Y_i第i种组分的质量分数，Di为第i种组分的扩散系数，，m_i^m为单位体积第i种组分的质量生成速率。 在上述5个方程中，包含6个关于空间坐标(z，y，z)和时间坐标(t)的变量：ρ，u(u，y，w)，P和T(其中焓h是温度T的函数，不是独立变量)。方程数与未知数 数目一致，所以方程封闭，可以求解[8]。 (责任编辑：qin) |