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研究隧道火灾烟气在不同流动区域内各项流动参数的变化规律,确定不同流动区域长度,在此基础上提出隧道火灾数值计算区段长度计算公式,对于完善隧道火灾烟气输运理论体系和优化建模参数设置等方面具有重要的指导意义。本文通过理论分析及数值模拟的方法对公路隧道火灾烟气流动区域及数值计算长度进行研究。主要研究工作及获得的成果如下:(1)研究了公路隧道火灾近火源区域长度。首先通过数值模拟得到隧道顶板下方中心线与侧壁沿程温度数据,提出将“温差梯度小于小于1℃/m”作为近火源区域和远火源区域分界点的划分依据。然后,分别分析了火源功率、隧道断面几何形状和火源几何形状等因素对近火源区长度的影响。最后,建立了耦合火源功率和隧道断面几何形状等影响因素的近火源区长度无量纲预测公式,得出近火源区长度L_n~*与火源功率Q*的2/5次方呈线性增长关系。(2)研究了公路隧道火灾烟气湍流掺混区域长度。首先通过数值模拟得到烟气层厚度数据,分析隧道远火源区域内烟气层形态变化规律,得出远火源区域可划分为两个部分:即一维流动区域和烟气湍流掺混区域。然后,利用Froude数定量表征远火源区内烟气层惯性力与热浮力的关系,明确烟气湍流掺混区域长度。之后,分别分析火源功率、隧道断面形状等因素对烟气湍流掺混区域长度所产生的影响。最后,建立火源功率和隧道断面形状耦合作用下的无量纲烟气湍流掺混区域长度预测模型,得出烟气湍流掺混区域长度L_c~*与无量纲火源功率Q*的2/5次方呈线性增长关系。(3)研究了公路隧道火灾数值计算区段临界长度。首先通过数值模拟得到烟气质量流量、烟气层沿程平均温度数据,基于此提出了选取数值计算区段临界长度的关键性判据。然后,分别分析火源功率、隧道断面形状等因素对隧道火灾数值计算区段临界长度所产生的影响。最后,得出隧道火灾数值计算区段长度L_d与网格尺寸D*的呈线性增长关系,建立了隧道火灾数值计算区段临界长度的计算公式,便于工程设计人员直接根据网格尺寸计算出所需的隧道模型长度。