城市隧道坡度对拱顶烟气温度影响的数值模拟与实验研究

本文主要探讨了坡度对城市隧道拱顶烟气最高温度的影响，针对城市地下隧道这一特定环境，研究者采用数值模拟和实验研究相结合的方法，聚焦于0~3米/秒的纵向通风风速条件下，不同坡度（0%至±5%）对拱顶温度分布的影响。研究的目的是为了更准确地理解和控制隧道内的热环境，确保行车安全和人员舒适性。 首先，研究者回顾了无坡度情况下Kurioka隧道顶棚最高温度的理论模型，并通过数值模拟验证了这一模型在实际条件下的适用性。这个理论模型对于理解隧道火灾时的热量传递和烟气流动具有重要意义，因为它能预测火灾初期阶段的温度动态变化。 然而，随着坡度的存在，隧道内的气流流动和热量分布会发生改变。因此，本文提出了一个修正模型，考虑了坡度因素对顶棚最高温度的影响。这不仅扩展了原有理论，也为隧道设计提供了更为精细的指导，特别是在设计具有陡峭斜坡的隧道时，可以预见和减轻火灾时可能产生的高温风险。 实验部分的结果与数值模拟相互印证，进一步增强了研究的可信度。通过对比实验数据和模拟结果，研究人员揭示了坡度如何影响烟气上升和扩散，以及这对拱顶温度分布的具体影响。这些发现对于隧道通风设计、火灾预防策略以及应急响应措施的制定都具有重要的实际意义。 此外，本文还提到了研究工作的资金支持，包括国家自然科学基金项目、北京市自然科学基金项目以及“十二五”国家科技支撑计划项目，表明了这项研究在科学界的重要性和资金支持的必要性。 这篇论文通过严谨的数值模拟和实验研究，深入剖析了坡度对城市隧道拱顶烟气最高温度的影响，为隧道工程的安全设计和火灾管理提供了有价值的科学依据和技术指导。