双洞长大公路隧道一旦发生火灾,根据防灾与救援要求会开启两隧道间的部分横通道,此时整个隧道的通风网路风流状况对隧道防灾具有十分重要的作用。本文以采用纵向通风的秦岭终南山特长公路隧道为研究对象,采用计算流体力学(CFD)方法,在验证模拟计算结果正确性的基础上,对隧道发生火灾后不同的横通道开启方式下的通风网络的风流、温度、压力分布以及高温烟气扩散进行了三维数值模拟。对两条隧道间的横通道在不同开启方式时的火灾烟气控制效果进行了评估,并在此基础上提出了双洞长大公路隧道发生火灾时的通风组织建议。 论文介绍了隧道火灾的特点、原因、危害以及隧道火灾通风原则和研究现状;根据火灾过程中状态参数变化所遵循的守恒定律及化学反应定律,建立了隧道火灾通风的三维物理数学模型;采用有限体积法,对模型的控制微分方程进行了离散化处理,应用SIMPLE算法进行求解;在验证模拟计算结果正确性的基础上,对不同的横通道开启方式时的通风方案效果进行了三维数值模拟;详细分析了不同的横通道开启方式下隧道内气流流动、温度和压力等参数的分布情况;分析了火灾发生点距上游最近横通道距离对火灾烟气控制效果的影响;对火区下游的横通道开启后对火灾烟气控制的影响进行了研究。 通过分析,论文总结了横通道风流方向和风速大小对隧道内火灾烟气控制的影响,在对各通风方案效果进行评估的基础上,对秦岭终南山隧道发生火灾后的通风方案进行了优化,提出了双洞长大公路隧道发生火灾时的通风组织建议。同时,以隧道防灾为目的,综合各通风方案模拟计算结果,针对火灾时期需要开启火区下游的横通道情形,提出了相关的通风方案,即非火灾隧道两端和火灾隧道上游均向火灾发生段送风。模拟计算显示,该通风方案可以达到对火灾烟气的有效控制。