FLUENT基于UDF模拟的某隧道通风优化设计(5)
之所以火灾事故会造成这么恶劣的影响和结果是因为公路隧道火灾事故有以下特点[3]：烟雾浓，温度高；易爆炸，蔓延快；空间小，疏散难；条件差，扑救难；成灾短，持续长；随机性，不恒定。公路隧道火灾事故的危害有：
（1）高温对人体的危害：火灾对人体影响评价值是人体承受的热荷载值，与隧道内纵向气流速度有关；
（2）有毒气体对人体的危害：公路隧道发生火灾时，可燃物在燃烧时要消耗大量O2，同时产生大量的CO、CO2、HCN和其他有毒气体。这些气体中危害最大的是CO；
（3）对隧道结构的破坏：衬砌被烧坏，致使结构承载力降低或完全丧失；隧道内设施被烧毁；防排水体系受到破坏，造成不同程度地渗水，影响隧道的正常交通；
（4）对社会经济的影响：可能会造成重大人员伤亡和经济损失；可能会造成交通中断、公路运输受到大影响。
1.2 文献综述
1.2.1 隧道火灾的国内外研究现状
1.2.2 FLUENT软件
1998年，全球市场占有率最高的CFD软件FLUENT正式进入中国市场，为目前CFD主流商业软件，其市场占有率达40%左右。FLUENT软件设计基于CFD计算机软件群的概念，针对每一种流动的物理问题的特点，采用适合于它的数值解法以在计算速度、稳定性和精度等方面达到最优。FLUENT软件的结构由前处理、求解器及后处理三大模块组成。
FLUENT是一个用于模拟和分析复杂几何区域内的流体流动与传热现象的专用软件。应用CFD软件可以进行大量虚拟(数值)试验，在此基础上再结合一定的实际试验，可以加快开发进程、降低开发成本[9]。FLUENT的作用主要体现在缩短设计过程，减少实验室测定试验的数目，减少产品开发成本，也即为CFD 的作用所在[10]。FLUENT软件基于有限元体积法，主要用于模拟和分析在复杂几何区域内的流体流动与热交换，可用于二文平面、二文轴对称和三文流动的分析，定常与非定常流动的分析，不可压缩流和可压缩流的计算，传热和热混合的分析，化学组分混合和反应的分析，多相流的分析，固体与流体耦合的传热分析，多孔介质的分析等。FLUENT软件是用C语言编写的，因此具有很大的灵活性与能力，可以完成内存动态的分配，解的灵活控制[11]。FLUENT在国防、航空航天、机器制造、汽车、船舶、兵器、电子、铁道、石油天然气、材料工程等方面都有着广泛的应用[12]。与传统的CFD计算方法相比，FLUENT具有以下优点[13]：
（1）稳定性好，FLUENT经过大量算例考核，同实验符合较好；
（2）适用范围广，FLUENT含有多种传热燃烧模型及多相流模型，可应用于从可压到不可压、从低速到高超音速、从单相流到多相流、化学反应、燃烧、气固混合等几乎所有与流体相关的领域；
（3）精度提高，可达二阶精度。
同济大学热能工程系金颖[8]等运用FLUENT软件模拟计算了小尺寸下的简单烟气扩散规律，结果与正态分布假设下的高斯烟羽模型验证表明该软件能很好的模拟出烟气扩散问题。该研究对象为缩小实验尺寸几何模型，用FLUENT计算所得的烟气扩散与风速、烟速、烟气温度的关系与用正态分布假设下的统计规律一致。
FLUENT软件除了在隧道火灾方面应用较多之外，在其他领域也有着广泛的应用。利用FLUENT 6 .0软件[14]计算和分析了船舶螺旋桨前置导管的平面流流态。比较了装前置导管前后船体艉部流态，发现安装后流态发生了改变，旋涡大幅减少，流速显著增加，伴流不均匀性减小。用数值方法再显了现有模型试验分析的结果。流体力学软件Fluent 6 .0在分析前置导管中能获得非常真实有用的研究效果。使应用数值方法而不是试验方法揭示前置导管改善推进效率的机理成为可能，并可用于确定前置导管的安装位置、尺度等方面的设计研究，从而为船舶性能研究提供了一个有用工具。
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