应用Fluent的UDF二次开发对某隧道安全通风进行设计(5)
Fluent是目前处于四姐领先地位的商业CDF（Computational Fluid Dynamics 计算流体动力学）软件包之一[5]。
Fluent软件可以采用三角形、四边形、四面体、吹冰面体及其混合网格，基本控制体形状。Fluent软件可以计算二文和三文流动问题，在计算过程中，网格可以自适应调整。Fluent软件的应用范围非常广泛，主要范围如下：
1. 可压缩与不可压缩流动问题；
2. 稳态和瞬态流动问题；
3. 无粘流，层流及湍流问题；
4. 牛顿流体及非牛顿流体；
5. 对流换热问题（包括自然对流和混合对流）；
6. 导热与对流换热耦合问题；
7. 辐射换热；
8. 惯性坐标系和非惯性坐标系下的流动问题模拟；
9. 用LaGrange轨道模型模拟稀疏相（颗粒，水滴，气泡等）；
10. 一文风扇、热交换器性能计算；
11. 两相流问题；
12. 复杂表面形状下的自由流动问题[6]。
随着计算机技术的发展和所需要解决的工程问题复杂性的增加，计算流体力学也发展成为以数值手段求解流体力学物理模型、分析其流动机理为主线，包括计算机技术、计算方法、网格技术和可视化后处理技术等多种技术的综合体。目前计算流体力学主要向两个方向发展：一方面是研究流动非定常稳定性以及湍流流动机理，开展高精度的计算方法和并行算法等的流动机理与算法研究：另一方面是将计算流体力学直接应用于模拟各种实际流动，解决工业生产中的各种问题 [7]。
1.2国内外研究现状
自上世纪五十年代起，国外致力于火灾研究的学者们便开始着手对建筑火灾烟气流动规律展开研究工作，在羽流燃烧模型、室内烟气充填等方面逐步取得了大量的理论与实验成果；上世纪八十年代开始，我国对火灾烟气的研究也逐渐起步，并得到了快速的发展，90年代期间对多层和高层建筑的烟气流动特性及控烟技术进行了大量的研究，取得了一些重大成果并编写了一系列的建筑防排烟规范，同时依托地方和高校建立了一批有较高水平的火灾科研院所和大型实验设施。通过对国内外火灾烟气研究历程的总结，对火灾的研究主要有三种方法：即理论分析、实验方法和数值模拟[8]。
1.3公路隧道火灾的原因与特点
公路隧道火灾的原因一般归纳为两种类型，一种是公路隧道自身引起的火灾，另一种是在公路隧道内行驶的车辆引起的火灾。第一种情况，公路隧道在运营期间，需要用到大量的电气设备，由于长时间的使用很可能导致电气线路的老化或电气设备的短路因而造成火灾。第二种情况，车辆的原因：①车辆装载的易燃物品自燃导致火灾；②车辆相撞引发火灾；③车辆失控与隧道相撞引起火灾；④车辆自身零部件出现故障造成火灾；⑤车辆电气线路短路引起火灾。在现实生活中以上原因都是很常见的，它们一旦发生都将引起严重的后果。
2．公路隧道火灾的特点：
(1)烟雾大，温度高[13]。烟气温度高，流动速度快。隧道内一旦发生火灾，由于隧道空间小，近似处于密闭状态，不可能自然排烟，因此烟雾比较大，燃烧产生的热量不易散发，温度较高。在隧道内任何地方发生火灾时，由燃烧产生的含高毒性一氧化碳气体都会由通风气流传播到整个风道，造成烟雾地带长。另外，因为烟热易集中，造成了隧道内局部温差大，烟气流动快。火灾蔓延速度快。由于高温烟气流动快，隧道内一旦起火，高温会迅速沿隧道蔓延。有研究表明，顺风向时空气温度可达1000。C，炽热的空气在它的经过途中可把热传递到任何易燃或可分解材料上，从而使火能从一个燃料的火源“跳跃”相当的隧道长度，传到下一个燃料点。如隧道中每一辆汽车都有油箱，油量从10公升到百余公升不等，这些油箱中的汽油一重燃烧势必加剧火势发展。