轨道交通隧道内运动列车火灾动力学

   本书以火灾动力学及列车在隧道内运动空气动力学效应为基础，针对列车发生火灾后携带火源在隧道内继续运动的场景，采用理论模型、数值模拟和实验相结合的方法对其火灾动力学行为进行分析，阐述了使火灾强度和**温度控制在一定限度及范围内列车优化速度的计算方法。

本书可供从事隧道火灾方面科学研究、消防应急救援、防火设计的技术人员参考，也可作为高等院校安全科学与工程专业学生的参考书。

   1 绪论

1.1 轨道交通火灾特点

1.1.1 车站火灾

1.1.2 隧道火灾

1.1.3 列车火灾

1.1.4 地铁火灾特性

1.2 轨道交通隧道火灾研究现状

1.2.1 隧道内静止火灾烟气羽流和顶棚射流

1.2.2 隧道内静止火灾烟气逆流与临界风速

1.2.3 隧道内运动火灾发展机制及烟气蔓延规律

2 列车静止火灾烟气流动特性

2.1 烟气羽流和顶棚射流温度分布特性

2.1.1 列车着火后隧道内火焰顶棚射流

2.1.2 列车火灾火源上方和顶棚下方优选温度

2.1.3 列车火灾火焰顶棚射流平均温度理论预测

2.1.4 列车火灾火焰顶棚射流模型实验

2.1.5 列车火灾火焰顶棚射流特性分析

2.2 火灾烟气逆流临界风速

2.2.1 列车着火后隧道内烟气逆流特性

2.2.2 列车着火夹带火焰烟气逆流模型实验

2.2.3 烟气逆流数值模拟及新临界风速无量纲公式

2.2.4 既有烟气逆流临界风速计算公式修正

3 列车运动火灾理论分析

3.1 列车气流及对火源强度影响

3.1.1 火源处气流速度

3.1.2 气流对火源强度影响

3.2 开放空间热释放速率模型及测试方法

3.2.1 常用火源t模型

3.2.2 火源热释放速率测试方法

3.3 通风对受限空间内燃烧影响

3.3.1 通风条件下热释放速率

3.3.2 基于热平衡控制方程的燃料质量损失率

3.3.3 列车运动活塞风效应对运动火灾作用

3.4 列车—隧道环形空间回风流量计算

3.4.1 流场特征

3.4.2 气流压力梯度

3.4.3 流场型式判据

3.4.4 A型流场回风量

3.4.5 B型流场回风量

4 列车运动火灾模型实验

4.1 模型实验台

4.1.1 火灾模型实验台围护结构

4.1.2 火灾模型实验台及其子系统

4.2 模型实验原理及装置

4.3 基于相对运动原理列车火灾模型实验

4.3.1 实验方案

4.3.2 实验内容

4.3.3 实验结果

4.3.4 热释放速率和烟流特性影响分析

4.4 基于绝对运动原理列车火灾模型实验

4.4.1 实验装置

4.4.2 测试仪器

4.4.3 实验过程

4.4.4 实验结果分析

4.5 基于列车活塞风效应及火灾模型实验列车行驶速度限值

5 列车运动火灾数值模拟分析

5.1 数值模拟物理方程与模型

5.1.1 基本物理方程组

5.1.2 湍流模型

5.2 运动体模拟滑移网格处理方法

5.3 数值模拟方法缩尺模型实验验证

5.3.1 相对运动缩尺模型

5.3.2 绝对运动缩尺模型

5.4 运动火灾缩尺模型数值模拟分析

5.4.1 计算模型和假设

5.4.2 火灾工况和计算条件

5.4.3 烟气流动及温度特性分析

5.5 运动火灾原型数值模拟分析

5.5.1 计算模型

5.5.2 火灾数据监测点设置与网格划分

5.5.3 火灾模拟工况

5.5.4 热释放速率对列车—隧道环形空间温度影响

5.5.5 车速对列车—隧道环形空间温度和速度分布影响

5.5.6 典型工况流场与温度场分析

6 列车运动火灾车速优化研究

6.1 模型实验数据向原型变换

6.2 流经火源新风风量

6.2.1 原型地铁隧道—列车环形空间流场型式

6.2.2 速度分布速度极值点高度计算

6.2.3 活塞风效应及环形空间回风风量计算

6.3 车速对热释放速率及优选温度作用

6.3.1 火源热释放速度随车速变化规律

6.3.2 人眼高度处烟气优选温度随列车速度变化规律

7 运动列车车厢内部火灾烟气蔓延特性

7.1 隧道—列车计算模型及参数设置

7.1.1 隧道—列车模型与火源

7.1.2 网格划分与滑移网格实现

7.1.3 列车运动边界条件

7.1.4 列车运行工况

7.2 列车附近温度及烟气浓度时变规律

7.3 运动和排烟系统对烟气蔓延影响

7.3.1 运行速度影响

7.3.2 通风条件影响

7.4 车厢长度对烟气蔓延影响