应用Fluent的UDF二次开发对某隧道安全通风进行设计(14)
图3.15a 使用自定义温度变量的UDF之后隧道6.5米处界面的速度矢量图 \
图3.15b 使用自定义温度变量的UDF之后隧道6.5米处界面的速度矢量图
图3.15c 使用自定义温度变量的UDF之后隧道6.5米处界面的速度矢量图
图3.15d 使用自定义温度变量的UDF之后隧道6.5米处界面的速度矢量图
表3.6 排烟口的平均速度与总排烟量
排烟口序号 （m/s）
(m³/s)
(m³/s)
1 8.6 34.4 100.0
2 8.3 33.2
3 8.1 32.4
通过数值计算的结果得出该方案的总排烟量为100.0m³/s大于火源的产烟量80m³/s。
4 结论与展望
4.1 结论
Fluent是由Fluent公司开发的计算流体力学模拟软件.该软件采用C语言编写核心程序,因此使用起来相当灵活，具有动态内存分配,高效数据结构以及灵活的解控制等功能.除了具有优秀的内核外，Fluent在各种机器与操作系统上都能够实现高效的执行和交互的控制。
本文通过数值模拟的方法研究了特长公路隧道中部一旦发生50MW的火灾时，在确定开启三个排烟口且排烟口间距为60m的最优方案的基础上，通过Fluent中的UDF端口自定义截面上的变量分布、材料的属性，从而能实现烟气的流动模拟。应用Fluent的UDF接口在原有方案上进行二次开发，得到更优化的模型。
由相关理论研究可知Fluent拥有强大的数据处理能力，我们再通过UDF这个端口进行个性化的设置和特殊的模拟需要。这样我们就可以得到一组更加优化的数据，例如本文通过定义计算速度为u=0.1*y*（0.001-y）/(0.0005*0.0005)和计算温度为u=0.8/y，提高计算结果的准确性。计算可知不靠考虑环境风速和温度变化规律的排烟量为101.2m/s，但是在Fluent中使用有关速度或者温度的UDF之后，计算得到的总排烟量分别为99.6m/s和100.0m/s，小于未使用UDF时的排烟量。
由此我们可以得出以下结论：因为 Fluent模拟和分析的流体流动是在理想状况下进行的，如果我们根据其计算结果进行隧道通风设计，那么设计方案将过于理想化。同时，我们也可知道相关源代码的编写有一定难度，没可能每次都进行编译计算。所以，我们采用一个折中的方法每次预留百分之五的余地，就是说在经由Fluent计算的到的基础上乘以0.95这个比例系数。
这样在以后的通风设计中我们的设计方案的安全性将大大提高。
4.2 建议与展望
4.2.1 建议
当特长公路隧道内发生火灾后，其内部不仅要有良好的通风排烟设施，将烟气控制在一定的范围内并及时的排出；同时也应该有相应的灭火设施，及时将火灾扑灭。
本文利用数值模拟的方法研究特长公路隧道中部发生50MW火灾时烟气的流动情况。由于在Fluent的基本操作中无法直接对烟气流动进行设置，但是通过Fluent中的UDF编程可以自定义截面上的变量分布、材料的属性等，从而能实现烟气的流动模拟，UDF是Fluent软件提供给用户的一个接口，使用UDF对Fluent进行二次开发能完成一些Fluent标准模块中无法解决的问题。
关于灭火设施，在我所设计的特长公路隧道内应该设置消火栓系统，并应根据《建筑设计防火规范 GB50016-2006》第12.2.2中的第6点要求“在隧道出入口处应设置消防水泵接合器及室外消火栓”以及第7点“消火栓的间距不应大于50m。消火栓的栓口距地面高度宜为1.1m [26]这些标准进行设置；在隧道内还要设置灭火系统，如配置泡沫-水喷雾灭火系统等。