城市地下空間複雜邊界條件下火災動力學行為研究

《城市地下空間複雜邊界條件下火災動力學行為研究》是依託中國科學技術大學，由張和平擔任項目負責人的專項基金項目。

基本介紹

• 中文名：城市地下空間複雜邊界條件下火災動力學行為研究
• 項目類別：專項基金項目
• 項目負責人：張和平
• 依託單位：中國科學技術大學

中文摘要

本項目面向以捷運和地下交通樞紐為代表的城市地下空間火災防治的重大需求，對典型可燃物的熱解與著火機制、火蔓延行為以及煙氣輸運規律進行研究。研究溫度、濕度等環境因素對典型可燃物熱解、著火的影響機制，發展城市地下空間可燃物著火模型，揭示城市地下空間火災孕育發生機制；研究通風氣流、複雜結構等邊界條件對可燃物火蔓延的影響規律，建立城市地下空間可燃物火蔓延理論模型；研究列車阻塞效應、通風排煙系統等對關鍵區域火災煙氣輸運的作用機制，發展適用於多驅動力耦合作用下城市地下空間火災煙氣輸運的預測模型。研究成果有望在城市地下空間複雜結構與氣流邊界條件下火災動力學行為特徵認識與預測方法方面實現突破，從而為城市地下空間火災防治的科學規劃與管理等提供理論依據和數據支撐。

結題摘要

本項目主要研究城市地下空間的火災發生、發展及演化規律，通過實驗研究、理論分析和數值模擬等手段，完成了以下研究工作：（1）在城市地下空間典型可燃物熱解點燃過程方面，研究了城市地下空間典型商用阻燃三元乙丙橡膠材料的熱解點燃機理，揭示了城市地下空間滅火過程中液滴對燃料表面衝擊的作用機制，闡釋了池火直徑和水平開口大小對城市地下受限空間火焰脈動頻率的影響規律；（2）在城市地下狹長隧道空間火災行為方面，研究了燃料特性對隧道頂棚射流速度場分布及溫度場分布的影響機制，建立了狹長封閉隧道內不同縱向火源位置的最高煙氣溫度的預測模型，揭示了縱向通風速率對捷運隧道中燃燒火焰形態特徵的影響機制；（3）在城市地下空間風作用下火災行為方面，研究了風速作用下氣體射流火的火焰形態特徵變化規律，建立了耦合卷吸、浮力、橫向風拖曳力的池火火焰頻率表達式；（4）在城市地下狹長隧道豎井排煙模式方面，研究了新型豎井排煙的排煙機理和排煙特性，揭示了火源位置對豎井排煙特性的影響，提出了一種耦合擋板的豎井排煙方法，建立了豎井口煙氣質量流率的預測模型；（5）在列車阻塞條件下隧道火災煙氣蔓延行為方面，基於溫度衰減法和火源分割法分別建立了列車阻塞時的隧道煙氣逆流長度預測模型，發展了傾斜隧道阻塞條件下煙氣逆流長度和臨界風速預測模型。本項目按照預定的計畫完成了相關的基礎研究工作，發表SCI論文60篇，其中本領域高影響區期刊論文27篇，出站博士後1名，培養博士研究生6名，碩士研究生8名，授權發明專利5項，授權實用新型專利4項，達到了預期目標，圓滿地完成了研究任務。