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地铁车站紧急通风系统的数值模拟研究

赵金亮  
【摘要】:大容量、方便、快捷的地铁是现代化城市的重要组成部分。地铁地下结构复杂,人员密度较大,一旦发生事故,损失巨大,同时,也会造成不良的社会影响。国内外的地铁安全事故使得人们越来越重视环控系统的设计运行情况。 数值计算具有成本低,速度快,结果详尽等优点。选择合适的模型方程,正确划分空间网格、时间步长以及合理的收敛判据的选取,对计算结果的正确性具有重要影响。好的数值计算可以指导工程应用。然而,由于问题的复杂性以及数值模拟本身的局限性,在计算过程中存在一定的假设。多数情况下,要做部分实验来验证模拟的可信度。对于地铁火灾,现场实验将耗费巨资,本文将模拟的各种条件应用到地铁侧式站台缩尺模拟中,然后做相同规模的实体模型进行实验测量,通过比较分析两者的温度场,来验证模拟的可行性。 大量事故调查已表明,火灾致死的主要原因在于热烟气及有毒气体使人们窒息,减弱了逃生能力。所以本课题中,除了计算温度场、速度场外,也计算了烟气中毒性较大的一氧化碳在烟气蔓延区域的浓度场,同温度场、速度场一起作为评价方案效果的指标。本文选择双层岛式及单层侧式两种典型站台,针对地铁列车在车站内起火的情况,进行数值模拟,以热质源模拟燃烧过程。主要分析防排烟系统控制下,烟气的扩散状况,找出较佳的通风方案,能有效控制烟气的蔓延范围并能有效排除烟气,以便乘客从出入口逃生。这些数据将为防排烟系统的设计及事故时引导乘客疏散起到指导作用。


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