Die numerische Simulation der Brandentwicklung und der Rauchbewegung spielt bei der Konstruktion und Begutachtung von U-Bahnobjekten eine wichtige Rolle. Den Modellen liegt das Gleichungssystem von Navier-Stokes für turbulente Unterschallströmungen eines Mehrkomponentengases bei Vorhandensein einer dispersen Beimischung (Rauch) zugrunde. Hervorzuheben ist, daß die betrachteten instationären Prozesse sehr kompliziert sind und, daß die sie beschreibenden mathematischen Modelle einer sorgfältigen Testung bedürfen. Die durchgeführte komplexe theoretische und experimentelle Untersuchung des Wärme- und Stoffaustausches im Tunnel mit einem fahrenden brennenden Waggon zielt daher vor allem auf die Bewertung der Adäquanz des entwickelten Rechenkomplexes. Die physikalischen Experimente wurden in Waggons der Serie E durchgeführt. Brandquelle waren mit Kerosin getränkte Lumpen, die gleichmäßig auf dem Waggonboden verteilt wurden; hierdurch wurde das Stadium der Brandausbreitung im Waggon praktisch ausgeschlossen, und es wurde das beim Brand eines Waggons maximal mögliche Temperaturverhalten gewonnen. Im Verlaufe der Versuchsdurchführung wurden die örtlichen Temperaturen der Gasströmungen im Tunnel und der erwärmten Tunnelflächen bestimmt. Die Modellierung der Turbulenz erfolgte auf der Grundlage der Standardvariante des kappa-epsilon-Modelles bei hohen Reynolds-Zahlen, das zur Berücksichtigung des Einflusses des Auftriebes, der Schichtung und der Krümmung der Stromlinien modifiziert wurde. Bei der Modellierung des Aerosols wurde vorausgesetzt, daß die einzige kondensierte Komponente in der Strömung freier Kohlenstoff in Form von Ruß ist. Die Lösung der Aufgabe erfolgte nach der Finite-Volumen-Methode. Eine vergleichende Analyse der zeitlichen Änderungsprozesse der theoretischen und experimentellen Temperaturverteilungen in den gewählten Tunnelschnitten demonstriert deren völlige Übereinstimmung.
Numerische und physikalische Modellierung des Temperaturzustandes in einem U-Bahntunnel beim Brand in einem fahrenden Waggon
Titel russisch
Inzenerno-Fiziceskij Zhurnal ; 73 , 5 ; 918-921
2000
4 Seiten, 2 Bilder, 6 Quellen
Aufsatz (Zeitschrift)
Russisch
Modellierung des Temperaturzustandes von großen kosmischen Konstruktionen
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