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公交车是城市的公共交通主体,在城市经济发展中有着举足轻重的地位,相当于是流动的“公共建筑”;但伴随而来的安全问题也在不断的凸显出来,例如当公交车厢遭遇恐怖化学袭击或者人为纵火时,因公交车厢内乘客进出流量大,空间小,都将可能对乘客的生命安全造成严重的威胁。目前还没有比较明确的方法既能抑制恐怖有害化学物质的扩散又能控制住火灾的蔓延,从而保证车厢内乘客人员的生命安全。因此本论文作者在结合前人研究的应用于大空间的“空气雨”流场具有抵御有害化学物质的扩散的基础上,将“空气雨”流场应用于小空间公交车厢内,因为其在小空间对化学物质的作用及是否具有控制火灾的情况是未知的。对“空气雨”流场下公交车厢设想如下:车厢内的送风系统采用上进下出的形式,其核心是产生自上而下的均匀流动的速度场,在这种流场下,车厢内的有毒气体或者有害化学物质将被气流吹入均匀开孔的车厢底板,这样被污染的空气在底板下方经汇集后,即可运用现有的技术集中净化处理,处理后的清洁空气被重新送入车厢内,有害化学物质将会被抑制扩散,车厢内乘客的生命安全就可得到有效的保障。文章在第二章和第三章中通过ANSYS ICEM CFD对“空气雨”流场和普通公交车厢进行简化并建模,结合模型特点画结构化网格;然后建立基于多组分流的计算流体力学模型,使用FLUENT软件进行数值模拟,以汽油为化学物质,分别在空载时和载人时比较“空气雨”流场下和普通车厢的汽油的扩散情况,模拟结果表明“空气雨”流场下的公交车厢在抵御化学物质扩散方面优于普通车厢。在第四章中,继续运用FLUENT软件模拟“空气雨”流场下的火灾控制情况,并与普通条件下对比;选择燃烧模型涡耗散模型(EDM模型)和P-1辐射模型,在非预混条件下车厢内假设人为纵火发生火灾,模拟结果表明在低风速0.1m/s的空气雨风速时,“空气雨”流场下的公交车厢内温度分层,不满足乘客脱险条件,在增大风速到0.3m/s,0.5m/s时高温区主要在火焰的附近,在远离火焰区域温度及烟气浓度均满足乘客脱险条件,且在满足乘客舒适性的条件下风量越大越有利于抑制温度的弥漫速度;为了更清楚的分析车厢内的温度变化趋势,采用空气雨流速为0.3m/s时进行瞬态模拟,模拟表明在前30s时温度弥漫迅速,30s后高温区就会主要在火焰附近,而其他区域低于170℃,且烟气浓度低于6%,乘客可从低温区进行疏散。第五章在数值模拟的基础上,根据弗洛德模型设计了1:10的燃烧实验模型,分别对比“空气雨”条件下和普通条件下车厢内温度分布,实验结果和模拟结果具有相同的趋势。最后得出结论“空气雨”流场不仅可使用在大空间中,在小空间公交车厢内效果也是明显的,在断截面速度0.1m/s即可有效的抑制化学物质扩散的作用;当在车厢内发生火灾时增大风速至0.3m/s、0.5m/s时可控制车厢内的温度蔓延和烟气蔓延,使车厢内远离火焰处出现低温区,此时可使乘客从低温区逃离;根据现有公交车厢风机性能并结合节能环保、经济条件等限制,0.3m/s的“空气雨”流场下的车厢更具可行性。综合以上可得出截断面速度为0.3m/s时,“空气雨”流场公交车厢在一定程度上对火灾温度、烟气蔓延及化学袭击污染的蔓延具有控制作用,从而对车厢内乘客的逃脱提供有利条件。