Pachera, Matteo (2017) Numerical simulations of fires in road and rail tunnels with structural and fluid dynamic analysis. [Ph.D. thesis] Full text disponibile come:
Abstract (english)The present works investigates with numerical methods the performance of longitudinal ventilation system and the structural response of a tunnel in case of fire. Computational fluid dynamics allows to simulate the flow field in a generic domain solving the equations of Navier Stokes. Several codes have been developed for the purpose and due to its specific development the code Fire Dynamic Simulator has been chosen, FDS. FDS is used to evaluate the flow field induced by a fire and by jet fans in order to evaluate the capability of the devices to confine the smoke. Jet fans in tunnel have been modelled and validated against different experiments in cold flow, in order to compare pressure and velocities. The fire has been later added and an entire tunnel has been simulated with jet fan activated, the results have been compared with experimental measurements for temperatures, velocities and volume flows. The simulations assessed the capabitity of FDS to simulate jet fans and fire predicting the pressure rise, velocity decay of the jet and the smoke confinement. FDS is also capable to correctly predict the throttling effect inside a tunnel considering the reduction of the volume flow rate across the tunnel due to the fire.
Abstract (italian)Nel presente lavoro di tesi vengono studiati, mediante metodi numerici, le prestazioni di sistemi di ventilazione longitudinale e la risposta strutturale di gallerie esposte ad incendio. Fluidodinamica computazionale consente di simulate il campo di moto fluido in un generico dominio risolvendo le equazioni di Navier Stokes. Numerosi codici numerici sono stati sviluppati per la risoluzione di tali equazioni, ma dato il suo specifico sviluppo il codice Fire Dynamic Simulator è stato scelto, FDS. FDS è usato per simulare il campo di moto indotto da un incendio e dai ventilatori assili al fine di valutare la capacità di questi sistemi nel confinare il fumo. I ventilatori assiali installati in galleria sono stati modellati e validati usando dati sperimentali in un flusso freddo, senza incendio, al fine di confrontare i profili di velocità e di pressione. Successivamente un'intera galleria è stata simulata con un incendio e ventilatori attivi, i risultati sono stati confrontati con dati sperimentali usando le temperature le velocità e i flussi volumetrici. Le simulazioni hanno mostrato la capacità di FDS nel simulare ventilatori assili e scenari di incendio, stimando l'incremento di pressione, i profili di velocità e il confinamento dei fumi. Inoltre FDS è in grado di predire correttamente l'effetto di throttling in una galleria considerando la riduzione del flusso volumetrico attraverso una galleria indotto da un incendio.
Full Metadata EndNote Format Download statisticsSolo per lo Staff dell Archivio: Modifica questo record |