地铁车辆火灾热释放速率计算方法研究

摘要

随着我国城市地铁建设的快速发展，地铁火灾成为人们越来越重视的问题，评价火灾最重要的参数热释放速率成为研究的关键。本文通过对地铁车辆热释放速率计算方法进行研究，主要分析了数值模拟计算方法和热释放统计法应用于地铁车辆热释放速率计算的可行性，并且对各计算方法的适用范围进行说明，研究结果可为以后地铁车辆热释放速率的研究提供参考。
　　首先，对各地铁车辆热释放速率计算方法进行系统性分析，确定本文所要研究的热释放速率计算方法，并对地铁列车可燃材料进行锥形量热仪实验，测定各可燃材料的热值及热释放速率，为各计算方法的研究提供基础数据。
　　其次，建立地铁车辆热释放速率计算模型，对数值模拟计算方法进行研究，验证了此方法用于计算地铁车辆热释放速率的可行性，并且分析了网格尺寸、边界条件、燃烧反应及可燃材料热释放速率不同设置方式对地铁车辆热释放速率的影响。
　　随后，对数值模拟计算方法进行应用，说明了数值模拟计算法用于地铁列车火灾热释放速率计算的优势，同时也研究了地铁列车在隧道静止状态下燃烧时的热释放速率大小。
　　最后，对热释放速率统计法进行研究，确认此方法计算的合理性及适用范围，为地铁列车车辆防火设计及可燃材料的选取提供依据。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 研究背景及意义

1．2 国内外研究现状及存在问题

1．2．1 国内外研究现状

1．2．2 存在问题

1．3 研究内容及研究方法

1．3．1 研究内容

1．3．2 研究方法

第2章 地铁车辆火灾发展理论及热释放速率计算方法

2．1 地铁车辆火灾发展理论

2．2 地铁车辆热释放速率计算方法介绍

2．2．1 实验法

2．2．2 数值模拟法

2．2．3 统计法

2．3 地铁车辆热释放速率计算方法对比分析

2．4 本章小结

第3章 可燃材料热释放速率燃烧实验

3．1 材料热释放速率实验

3．1．1 实验原理

3．1．2 实验仪器

3．1．3 实验步骤

3．1．4 实验材料

3．1．5 实验条件

3．1．6 实验结果

3．2 本章小结

第4章 地铁车辆火灾热释放速率计算模型建立

4．1 火灾模拟软件FDS理论基础

4．1．1 控制方程

4．1．2 紊流模型

4．1．3 燃烧模型

4．2 网格划分尺寸确定

4．3 边界条件设置

4．4 燃烧反应设置

4．4．1 FDS燃烧化学反应原理

4．4．2 燃烧化学反应对固体材料热释放速率影响分析

4．4．3 燃烧化学反应对液体燃料热释放速率影响分析

4．5 可燃材料热释放速率增长方式确定

4．5．1 几何模型及燃烧反应设置

4．5．2 可燃材料热释放速率增长方式设置

4．5．3 热释放速率数值模拟结果分析

4．6 小结

第5章 地铁车辆热释放速率数值计算方法应用研究

5．1 地铁车辆数值模拟模型建立

5．2 地铁车辆火灾计算结果分析

5．2．1 热释放速率计算结果

5．2．2 温度分布计算结果

5．2．3 一氧化碳浓度计算结果

5．3 小结

第6章 热释放速率统计法研究

6．1 热释放速率统计法基础数据

6．2 热释放速率统计法计算结果

6．2．1 各可燃材料热释放速率统计结果

6．2．2 整车热释放速率统计结果

6．3 小结

结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间发表的论文及科研成果