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隧道列车火灾的顶棚射流平均温度分布

土木建筑与环境工程 2011年第2期33卷 86-91页

作者：毛军郗艳红樊洪明北京交通大学土木工程学院北京100044 北京工业大学建筑工程学院北京100022

列车着火并停留在隧道内时,容易产生夹带火焰的顶棚射流。通过建立列车中部着火时火焰顶棚射流的一维单元控制体模型,考虑火焰烟气与隧道壁面和列车壁面之间的换热,导出列车火灾火焰顶棚射流平均温度的迭代计算公式。并通过隧道列车火灾... 详细信息

列车着火并停留在隧道内时,容易产生夹带火焰的顶棚射流。通过建立列车中部着火时火焰顶棚射流的一维单元控制体模型,考虑火焰烟气与隧道壁面和列车壁面之间的换热,导出列车火灾火焰顶棚射流平均温度的迭代计算公式。并通过隧道列车火灾的1∶8缩尺模型实验和数值模拟计算,确定了迭代公式中的待定系数。由该公式经过迭代运算后得到的平均温度值与实测值吻合较好,最大误差不超过7%,验证了公式的可靠性。结果表明:列车上方和离开列车进入隧道的火焰顶棚射流的平均温度均沿隧道纵向呈指数形式变化,但变化的程度不同。通过分段拟合的方法,分别给出了两段顶棚射流的平均温度沿隧道纵向变化的预测公式。对隧道列车火灾的报警参数选择及装置设置、乘客安全疏散,以及分析火灾对隧道衬砌结构的破坏作用等均具有一定的参考价值。

关键词：隧道列车火灾温度火焰顶棚射流

地铁列车火灾事故下车门数与平台高度对区间隧道疏散的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1581-1590页

作者：孙江涛鲁寨军周丹中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

地铁列车在隧道内运行过程中突发火灾时,往往不能立即停车进行疏散。列车火灾事故下烟气蔓延严重,加之隧道内环境昏暗、空间狭窄,疏散过程中人员安全受到极大威胁。通过构建列车火灾事故烟气蔓延与区间隧道疏散数值仿真模型,研究列车单... 详细信息

地铁列车在隧道内运行过程中突发火灾时,往往不能立即停车进行疏散。列车火灾事故下烟气蔓延严重,加之隧道内环境昏暗、空间狭窄,疏散过程中人员安全受到极大威胁。通过构建列车火灾事故烟气蔓延与区间隧道疏散数值仿真模型,研究列车单节车厢含4个车门、5个车门与车门距疏散平台高度分别为0、0.3、0.7和1.2 m时的人员疏散行为特征变化规律。研究结果表明:在列车发生火灾事故时,高温烟气受活塞风的影响向火源下游区域蔓延,火源下游区域人员疏散受到极大影响;单节车厢4个车门的疏散总时间比单节车厢5个车门的疏散总时间长;当列车车门距平台高度增加时,人员离开车厢的时间增加,从而增加人员疏散总时间;隧道内高温烟气导致火源上游出口拥堵程度明显比下游出口的拥堵程度高,且列车车门距平台高度增加使得火源上游出口处的拥堵程度得到缓解,火源下游出口拥堵程度先缓解后逐渐加剧。

关键词：地铁区间隧道列车火灾车门数量疏散平台高度区间隧道疏散

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隧道列车火灾玻璃破裂开口火溢流行为特性研究

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华南理工大学学报（自然科学版） 2021年第5期49卷 56-64页

作者：郗艳红渠述强毛军刘斌陈明杲北京交通大学土木建筑工程学院//轨道工程北京市重点实验室北京100044

在高速铁路长大隧道中,列车车厢内部着火后,车窗玻璃可能被击碎或受热变形,并破裂脱落形成新的通风口,产生由该通风口向隧道内蔓延的开口火溢流,从而扩大火灾规模,造成更大灾害。文中对该类开口火溢流的卷吸行为及燃烧特性进行了研究,... 详细信息

在高速铁路长大隧道中,列车车厢内部着火后,车窗玻璃可能被击碎或受热变形,并破裂脱落形成新的通风口,产生由该通风口向隧道内蔓延的开口火溢流,从而扩大火灾规模,造成更大灾害。文中对该类开口火溢流的卷吸行为及燃烧特性进行了研究,揭示了车厢内部烟气温度的纵向衰减规律;利用能量平衡方程及自然对流换热和辐射换热公式,提出了车厢内、外火灾热释放速率的计算方法;建立了开口火溢流角度与火源功率及特征长度之间的耦合关系式;得到了隧道壁面处最大无量纲温度与无量纲溢出火源功率之间的关系模型。结果表明,车厢内、外的热释放速率随火源总释放速率的增加均呈抛物线规律增加,当总的火源热释放速率为17.85 MW时,车厢内、外的热释放速率相等;火源热释放速率在1~15 MW范围内时,车厢内释放速率均大于溢出车厢外的释放速率;火源热释放速率在20~30 MW范围内时,车厢内释放速率均小于溢出车厢外的释放速率;随着火源释放速率的增加,溢出的热烟气增多,隧道壁面处的温度升高,且在3 m左右的高度达到最大值;热释放速度大于20 MW时,直接有火焰溢出。

关键词：铁路隧道列车火灾玻璃破裂火溢流热释放速率

地铁隧道列车火灾的火焰顶棚射流温度特性研究

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土木工程学报 2010年第2期43卷 119-126页

作者：毛军郗艳红樊洪明北京交通大学北京100044 北京工业大学北京100022

以地铁隧道火灾为研究对象,通过1∶8缩尺模型试验和数值模拟分析夹带火焰的烟气顶棚射流的温度特性,为地铁隧道火灾的防灾减灾提供参考。假定火源位于列车中部,燃烧强度是经过相似变换的等量荷载。火焰直接撞击顶棚并向上、下游扩展。... 详细信息

以地铁隧道火灾为研究对象,通过1∶8缩尺模型试验和数值模拟分析夹带火焰的烟气顶棚射流的温度特性,为地铁隧道火灾的防灾减灾提供参考。假定火源位于列车中部,燃烧强度是经过相似变换的等量荷载。火焰直接撞击顶棚并向上、下游扩展。考虑隧道内热辐射效应,得到在不同燃料用量下火焰顶棚射流温度的时变规律与空间分布特征。结果表明:燃料的多少对火焰顶棚射流在燃烧时间内的温度时变曲线的变化趋势影响不大,燃烧达到稳定的时间非常接近,但稳定状态的温度明显不同;火焰区上方顶棚射流烟气的最高温度与燃料液面的高度有关,试验中出现在距隧道顶0.18H处,而不是纯烟气顶棚射流给出的0.01H的区域内;列车上方及列车首尾附近的火焰顶棚射流温度沿隧道纵向呈线性衰减,且衰减速率不随时间变化,而不是纯烟气顶棚射流的指数衰减形式。在一定的高度以下,火焰顶棚射流的温度迅速降低,存在温度较低的安全区域适合于人员疏散。

关键词：地铁隧道列车火灾火焰顶棚射流数值模拟模型试验

海拔对隧道救援站列车火灾烟气蔓延特性的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第4期55卷 1602-1617页

作者：周丹张则栋陈涛李金柱陈光中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075 中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

采用三维非定常N-S方程和完全浮力修正的RNG k-ε湍流模型,基于滑移网格技术实现列车在隧道内的运动过程模拟,构建高海拔隧道紧急救援站列车火灾数值模拟方法,并利用现有动模型试验和隧道静止火灾试验数据验证数值模拟方法的可靠性和正... 详细信息

采用三维非定常N-S方程和完全浮力修正的RNG k-ε湍流模型,基于滑移网格技术实现列车在隧道内的运动过程模拟,构建高海拔隧道紧急救援站列车火灾数值模拟方法,并利用现有动模型试验和隧道静止火灾试验数据验证数值模拟方法的可靠性和正确性,研究海拔对事故隧道、紧急救援站和列车中部车厢附近横通道内的烟气流速和温度分布的影响规律。研究结果表明:当着火列车驶入隧道紧急救援站时,活塞风主导了火灾烟气的蔓延趋势;在列车停车瞬间,随着海拔增大,事故隧道拱顶处和列车中部车厢附近横通道拱顶处的烟气流速峰值及温度峰值逐渐增大;列车停车后,活塞风逐渐衰减,烟气开始在隧道拱顶处向火源上游逆流;随着海拔增大,紧急救援站下游高温区域蔓延范围逐渐扩大,事故隧道拱顶处温度峰值随之升高;随着时间推移,高海拔与低海拔隧道拱顶处的温度峰值差异逐渐增大,可能对更高海拔隧道救援站内的人员安全造成更大的威胁;不同海拔处列车中部车厢附近横通道内人眼高度处的温度均超过330 K(对人体有危害),且在同一时刻,海拔越高,横通道内高温烟气层高度越低,烟气沉降速度明显加快。

关键词：高海拔列车火灾隧道紧急救援站烟气蔓延

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CRH6高速列车火灾规模及影响因素研究

安全与环境学报 2019年第4期19卷 1259-1265页

作者：王爱武徐志胜游温娇郭星蒋超孔杰广东珠三角城际轨道交通有限公司广州510645 中南大学防灾科学与安全技术研究所长沙410075 中铁第四勘察设计院集团有限公司武汉430000

以CRH6高速列车为研究主体,采用理论分析和数值模拟2种方法,对CRH6高速列车火灾时的热释放速率进行研究,并探讨旅客人均携带行李的重量和车窗的开闭状态对列车车厢内火灾热释放速率的影响。结果表明,高速列车二等车厢超员情况下,人均携... 详细信息

以CRH6高速列车为研究主体,采用理论分析和数值模拟2种方法,对CRH6高速列车火灾时的热释放速率进行研究,并探讨旅客人均携带行李的重量和车窗的开闭状态对列车车厢内火灾热释放速率的影响。结果表明,高速列车二等车厢超员情况下,人均携带行李的重量对火灾时热释放速率的计算值有很大影响。当车窗破裂温度控制在400℃、人均携带行李不超过7.5 kg时,车厢火灾热释放速率的数值模拟结果为3 MW;当车窗在200 s设置全部破裂、旅客携带行李超过10 kg时,利用FDS模拟出的车厢内火灾热释放速率可达20 MW以上。

关键词：安全工程列车火灾火灾热释放速率 CRH6 FDS

铁路隧道紧急救援站设计参数对列车火灾人员疏散影响

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中国安全生产科学技术 2024年第11期20卷 110-117页

作者：孙江涛鲁寨军周丹中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学交通运输工程学院轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室湖南长沙410075 中南大学交通运输工程学院轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心湖南长沙410075

为了探究高速列车火灾紧急救援站内人员疏散过程中的行为特征。通过构建火灾烟气蔓延模型,确定紧急救援站内烟气蔓延规律,考虑烟气温度时空分布规律与人员疏散过程的动态交互建立人员疏散仿真模型,分析紧急救援站设计参数对人员疏散行... 详细信息

为了探究高速列车火灾紧急救援站内人员疏散过程中的行为特征。通过构建火灾烟气蔓延模型,确定紧急救援站内烟气蔓延规律,考虑烟气温度时空分布规律与人员疏散过程的动态交互建立人员疏散仿真模型,分析紧急救援站设计参数对人员疏散行为特征的影响规律。研究结果表明:列车火灾事故紧急救援站内火源下游区域烟气温度值及蔓延范围大于火源上游区域,下游区域人员疏散过程受到较大影响;紧急救援站内站台宽度对人员疏散效率的影响较小,横通道宽度变化改变疏散出口的通行能力,横通道间距变化改变人员疏散移动距离,从而横通道宽度与间距的变化对人员疏散过程的影响较大。研究结果可为紧急救援站疏散设施土建结构参数提供建议。

关键词：铁路隧道列车火灾紧急救援站疏散设施参数烟气蔓延规律定点疏散

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地铁车站列车火灾烟气蔓延规律模拟分析

城市轨道交通研究 2019年第1期22卷 69-74页

作者：赵兰英曹鸽商丘工学院土木工程学院商丘讲师476100

设定列车停在站台停车范围内时列车中部车厢发生火灾,根据郑州市地铁1号线隧道及部分典型站台的建筑设计建立物理模型,采用数值模拟软件STAR-CCM+,运用CFD(计算流体力学)场模拟的方法,采用燃烧模型的火源设置方法,在一定工况下对列车火... 详细信息

设定列车停在站台停车范围内时列车中部车厢发生火灾,根据郑州市地铁1号线隧道及部分典型站台的建筑设计建立物理模型,采用数值模拟软件STAR-CCM+,运用CFD(计算流体力学)场模拟的方法,采用燃烧模型的火源设置方法,在一定工况下对列车火灾进行数值模拟分析,对火灾时的烟气温度场、速度场和CO浓度场进行深入研究。研究结果可为列车在地铁车站发生火灾时的人员安全逃生提供理论依据。

关键词：地铁车站列车火灾烟气流动数值模拟

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国内外典型列车火灾燃烧特性研究综述

铁道建筑 2021年第9期61卷 161-166页

作者：马伟斌王志伟韩自力马召辉中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081

列车火灾燃烧特性的研究方法主要有实体燃烧试验、模型燃烧试验和数值模拟三种,本文基于以上研究方法对德美日韩等发达国家和国内相关机构、学者的研究成果进行了综述与比较分析。结果表明:列车火灾模型燃烧试验和数值模拟在研究火灾发... 详细信息

列车火灾燃烧特性的研究方法主要有实体燃烧试验、模型燃烧试验和数值模拟三种,本文基于以上研究方法对德美日韩等发达国家和国内相关机构、学者的研究成果进行了综述与比较分析。结果表明:列车火灾模型燃烧试验和数值模拟在研究火灾发展机理和影响因素方面具有明显优势,但客观性差,获得的热释放速率、最高温度等数据与实车燃烧试验数据差异明显;国内外相同研究方法获得的结果差异较大,反映燃烧特性的最重要指标热释放速率在15~70 MW;我国尚未针对铁路列车进行相关试验,亟需采用三种方法对列车火灾热释放速率、火场温度、烟气组分等开展系统研究。建议通过仿真分析构建多材质多工况材料燃烧特性共享数据库。

关键词：安全工程列车火灾实体燃烧模型试验数值模拟燃烧特性热释放速率火场温度