不同火源面积下隧道火灾温度场试验与数值模拟分析（双语出版）

来源：中国血液净化杂志2018年第6期北京时间：

作者：陈长坤, 王玮玉, 康恒, 史聪灵, 刘晅亚

单位：1. 中南大学防灾科学与安全技术研究所, 湖南长沙 410075;2. 中国安全生产科学研究院地铁火灾与客流 疏运安全北京市重点实验室, 北京 100012;3. 建筑消防工程技术公安部重点实验室, 天津 300381

摘要：为了探究隧道内不同火源面积下温度场的分布规律，给隧道火灾救援提供科学的理论支持，为隧道防火设计提供参考，建立1∶9的缩尺寸模型隧道，对3种不同火源面积下，隧道火灾的热释放速率、拱顶及纵断面温度场分布特征、隧道洞口火溢流分布特点进行试验研究。同时采用大涡模拟方法对以上3种火灾场景进行了数值模拟计算，并利用试验对模拟结果进行对比分析。研究结果表明：当火源面积较小时，空气充足，燃烧主要以燃料控制型为主，隧道内最高温度位于火源正上方，并沿隧道纵向向两端逐渐减小，温度分布稳定、分层明显，此时通过火灾模拟软件FDS得到的数值模拟结果与试验较为吻合；当火源面积较大时，空气较为不足，燃烧主要以通风控制型为主，在稳定燃烧阶段，火源中部的燃烧因通风受限而受到抑制，其温度明显降低，而火源两侧燃烧相对剧烈，温度较高；当燃烧进入衰减阶段，由于两侧可燃蒸气减少，火源中部因助燃物充足而再次剧烈燃烧，此时，FDS数值模拟结果能够较好反映出该场景下的燃烧情况，但相对于试验，模拟计算所获得的温升速率较快，在充分燃烧阶段火源中心的抑制作用较试验更为明显；隧道洞口火溢流的模拟结果与试验结果相一致，数值模拟能够更好地给出火羽流的结构细节。

关键词：隧道工程,隧道火灾,试验研究,数值模拟,温度场,火源面积

基金资助：国家自然科学基金项目（51576212，51622403，51534008）；建筑消防工程技术公安部重点实验室开放项目（KFKT2014ZD02）