列车火灾烟气模拟：大涡模拟与烟气输运研究

"该研究主要关注列车车厢内火灾烟气运动的数值模拟，通过大涡模拟(LES)、Smagorinsky亚格子尺度模型和简单化学快速反应燃烧模型，对火灾现象进行了深入研究。该研究考虑了热烟气在低马赫数条件下的弱可压缩性，使用三维非稳态Navier-Stokes方程的近似形式来模拟烟气的输运过程。论文探讨了不同释热率下火灾的发展、烟气运动和温度分布规律，并指出其对列车火灾防护设计和安全管理的指导意义。" 文章详细介绍了在铁路旅客列车这一特殊环境下的火灾风险，由于车厢空间有限且人员密集，火灾一旦发生，火势蔓延速度快，烟气能在短时间内充满整个车厢，导致严重的人身伤害和财产损失。烟气的毒性、高温及可燃性气体的存在，加剧了火势的扩散。因此，研究火灾烟气的产生、流动特性和温度分布规律至关重要。 该研究采用了计算流体动力学(CFD)方法中的大涡模拟，这是一种先进的数值模拟技术，能够更精确地模拟大尺度涡旋结构，从而更好地理解复杂流动现象。Smagorinsky亚格子尺度模型则用于捕捉未被直接解算的小尺度流动特征，而简单化学快速反应燃烧模型则用于简化火源的燃烧过程，使得模拟更为高效。 通过不同释热率条件下的模拟，研究者观察到火灾的发展趋势，揭示了烟气在车厢内的运动模式和温度场的变化规律。这些发现为火灾防护设计提供了理论依据，例如，可以优化车厢的通风系统设计，以更有效地排出烟气，减少烟气对乘客的威胁。此外，对于安全管理而言，这些研究成果有助于制定更有效的应急预案，提高火灾响应效率，降低人员伤亡和损失。 该研究使用先进的数值模拟技术，填补了国内在列车火灾烟气研究领域的部分空白，为预防和控制列车火灾提供了重要的科学依据和技术支持。尽管当前的研究仍侧重于理论模拟，但其成果无疑将推动未来实物模型实验和实际应用的发展，提升列车火灾的安全管理水平。