通航隧洞中船舶火灾数值模拟研究开题报告

全文总字数：4956字

1. 研究目的与意义（文献综述）

我国有18000多公里的海岸线和12.3万公里的内河航运，得天独厚的自然条件为我国航运业的发展奠定了良好的基础。航运作为一种价格低廉、货运量大、运输距离长的运输方式，在我国货运运输业中占有重要地位。随着我国经济的蓬勃发展，我国航运事业的发展得到了机遇和动力。但我国现有的航道通航能力依旧难以满足航运市场需求，现有运能缺口正在日益增大，急需未雨绸缪，充分利用我国水利资源，在通航能力日渐饱和的河段建设船舶通航隧洞。随着我国水运的快速发展，通航隧洞工程在水利、交通、矿洞工程和其他相关工程的组成部分中发挥着重要的作用，为日益繁重的航运量提供了一个重要手段，有利于提高通航效率、降低通航成本，逐步满足沿线货物运输需求快速增长，同时对经济发展、社会进步、民族融合有着重大意义，也提高了经济社会效益。

船舶通航隧洞是一类新型的通航结构建筑物，是为运河穿越高山峦岭而开凿的通航建筑物。其轴线一般均为直线，在其两端设引航道与主航道相接，并设导航建筑物和靠船建筑物供航行船舶等待通过。为加速船舶通过，可在其一侧或两侧设置曳引设备曳引船舶行驶。与公路、铁路隧道相比，船舶通航隧洞具有大断面的特点，横截面积远大于一般的隧道。其横断面形状有椭圆形、马蹄形和圆形等，根据当地的地质、水文条件以及施工技术和方法等选定。隧洞的水深、宽度和通航净空等均应满足通航要求，一般按单线航道设计。隧洞内设有通风、照明、通信联络等设备。公路隧道是当公路工程遇到山体时，需要在山体中开挖隧道来连接公路工程。铁路隧道是修建在地下或水下并铺设铁路供机车车辆通行的建筑物。在世界范围内隧道技术已经得到了高速发展，逐步向高速化、自动化、智能化的方向发展，并且战胜困难和不良地质的能力、技术不断提高。随着改革开放的脚步，我国铁路、公路饮水、水电站等隧道工程的发展进入了一个全新的时期，虽然在船舶通航领域还没有过多涉足，是一类新型的通航结构建筑物，但公路隧道和铁路隧道的不断发展给我国的船舶通航隧洞提供了范本，有了这两类隧洞的参考，船舶通航隧洞的工作展开有了方向。但在这类半封闭结构中，由于船舶航行速度相比于汽车、火车较为缓慢，更容易出现安全问题；而船舶的体积相对于汽车、火车更大，功率相对较大，占据隧洞内断面面积更大，通风面积相对更小，造成隧洞内温度升高，增大了船舶在通航隧洞中的通航风险，在施工之前进行安全性评估显得更为重要。

近年来我国地下工程设计与施工积累了丰富的经验，我国设计与施工水平也登上了一个崭新的高度。我国在许多隧洞建设方面已经赶上甚至于某些领域已经领先于世界先进水平。同时在设计和施工技术水平方面，近十年来也有了很大提高。尤其体现在交通隧洞、水工隧洞和地铁隧洞三方面。目前在国内建成的通航隧洞有贵州省境内的构皮滩通航隧洞，其纵向长度约300米，可容纳500吨级船舶。乌江提等升级工程将在沙沱、思林、构皮滩枢纽各建设1个通航隧洞，其中以思林枢纽的通航隧洞长度最长，为2574米，洞宽16米，高25米，断面面积将达到500平方米，该项目代表了目前我国山区河流水资源利用从建设、运营到管理的较高水平，峡谷河流水运通道建设及运营等关键问题的攻克，将在国际航运工程界，特别是峡谷河流通航领域创造广泛影响力。

2. 研究的基本内容与方案

2、研究的基本内容、目标、拟采用的技术方案及措施

2.1 研究目标

本研究广泛调研国内外通航隧洞的通风设计要求及技术标准，将其与我国航运发展相结合，对具有半封闭结构特性的新型通航结构建筑物船舶通航隧洞中可能发生的船舶火灾进行深入分析。同时，针对通航隧洞中的特殊环境条件，以及代表船型的特点，用模拟软件对船舶隧洞中船舶火灾建立模型。对于船舶通航隧洞中发生船舶火灾后造成的隧洞内烟气、温度等变化情况进行数值模拟试验，并针对隧洞内典型水位可能发生的各类规模的船舶火灾进行模拟分析，提出合理且高效的安全风险及人员疏散防范措施。

3. 研究计划与安排

1．3月1日-3月15日，查阅相关文献资料，并联系导师，编写开题报告，确定毕业论文的大体内容框架和研究方向。

2．3月16日-3月31日，根据导师意见进一步修正和确定论文方向和具体内容。另外，完成20000个字符的英文文献翻译。

3．4月1日-5月10日，按任务书要求开始论文撰写，进一步完成论文撰写的技术环节，查阅文献，充实内容，保持与指导教师的联系，在此期间完成论文初稿。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 常晓珂.带有支洞的水工隧洞施工通风数值模拟研究[d].西安理工大学，2017.

[2] 钟为，李艳玲，莫政宇，安慧琳.长大隧洞施工通风三维数值模拟及优化设计[j].人民黄河，2017，39(06):121-124 129.

[3] 冯赟杰，张超.基于fluent软件的地铁隧道施工通风方式效果对比研究[j].建材发展导向，2018，16(20):106-108.