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摘要：随着科学技术的不断发展以及中国各种不同地理位置的实际需要，我国的隧道无论是在数量上还是里程上都在快速地增长。由于隧道结构的特殊性，如果隧道内的通风设计不合理，那么一旦发生火灾就会造成巨大的人员伤亡和经济损失。20146
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本毕业论文采用数值模拟的方法对火灾时某隧道通风情况进行研究。假定在该隧道的边孔管段正常运营时发生了由一辆公交车自燃而引发的火灾。在该隧道段内发生自燃的公共汽车的长、宽、高分别为11000mm、2500mm、3000mm。为了便于研究将选取位于全长2880m的隧道边孔中部长度为150m段进行模拟20MW火灾时的通风情况，已验证原有通风方案是否可行。该隧道在正常运营期间利用的是车流进入隧道时产生的活塞风；当隧道处于火灾工况时，启动隧道内的射流风机进行补风，同时开启排烟口将隧道内的有毒气体及时的排出。
本文的主要内容一是当热释放速率变化的情况下，分别模拟三种不同车辆在隧道内引发火灾时的速度及温度变化情况；二是当隧道入口风速变化的情况下，模拟公共汽车在隧道内引发火灾时的速度及温度变化情况：
（1）假定隧道中一辆小轿车发生自燃引起火灾，将小轿车的热释放速率变化规律分为三个阶段，当时间x在0s至120s之间时，热释放速率为y=x/24；当时间x在120s至730s之间时，热释放速率为y=5；当时间x在730s至780s之间时，热释放速率为y=-x/10+78，进行数值模拟。
通过对将实际情况与稳态情况的对比，可以得出以下结论：实际情况下，火源右侧的隧道中段速度大小并不是恒定在一个范围内，而是沿着Y轴正方向逐渐减小；火源右侧同时存在三种不同的温度范围，沿着Z轴正方向取值的增大而下降，并且火源右侧隧道的三分之一段后仍存在两个温度阶段，靠近隧道顶部的温度低于靠近地面的温度。310K至319K间的温度范围在火源右侧影响范围较大。
（2）假定隧道中一辆货车发生自燃引起火灾，将货车的热释放速率变化规律分为三个阶段，当时间x在0s至150s之间时，热释放速率为y=x/15；当时间x在150s至730s之间时，热释放速率为y=15；当时间x在730s至780s之间时，热释放速率为y=-x/5+156，进行数值模拟。
通过对将实际情况与稳态情况的对比，可以得出以下结论：实际情况下，靠近火源右侧的前三个温度阶段，温度在隧道内的影响范围大于稳态情况；第四个阶段的温度影响范围小于稳态情况且有明显的突然下降趋势，并非缓慢降低；稳态情况下，315K至322.5K阶段温度的影响范围基本与火源高度保持一致，直到隧道出口。而实际情况下，该阶段的温度影响范围较不规律，在火源右侧的隧道中段，靠近隧道顶部排烟口处的温度较稳态时增高，过了右侧排烟口后隧道顶部温度下降，接近地面的温度仍保持在307K至315K间。
（3）假定隧道中一辆公共汽车发生自燃引起火灾，将公共汽车的热释放速率变化规律分为三个阶段，当时间在0s至180s之间时，热释放速率为y=x/9；当时间在180s至730s之间时，热释放速率为y=20；当时间在730s至780s之间时，热释放速率为y=-2x/5+212，进行数值模拟。
通过对将实际情况与稳态情况的对比，可以得出以下结论：实际情况下，火源左侧速度主要分为两部分，由大至小、变化突然，显然不符合实际情况。而稳态情况下，隧道上下两侧速度较慢，中央速度较快；火源右侧上方靠近右侧排烟口处的速度相对较快，下方由于受到火源的制约则较小。热释放速率变化时，火源右侧第四个温度段的高度基本与火源高度相同，在结束时高度略有增大，且温度降低迅速；最靠近隧道出口的温度段的温度变化趋势较为迅速。
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