纵向通风隧道内车厢溢出火羽流的卷吸行为与烟气层特征参数演化研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号：
    51776060
  • 项目类别：
    面上项目
  • 资助金额：
    62.0万
  • 负责人：
    唐飞
  • 依托单位：
    中国科学技术大学
  • 学科分类：
    E0604.燃烧学
  • 结题年份：
    2021
  • 批准年份：
    2017
  • 项目状态：
    已结题
  • 起止时间：
    2018-01-01 至2021-12-31

项目摘要

Under the condition of ejected fire plume from vehicle carriage in a longitudinal ventilated tunnel, due to the constraint effect of vehicle itself on the entrainment behavior of ejected fire plume, and the complex flow field caused by vehicle blocking effect, the entrainment behavior of ejected fire plume from vehicle carriage and characteristic parameters evolution of smoke layer will be significantly changed. A classic model of tunnel fire based on the free fire plume theory cannot be applied to the conditions of ejected fire plume from vehicle carriage in a longitudinal ventilated tunnel. Theoretical analysis, experimental research and numerical simulation method will be carried out to investigate the entrainment behavior of ejected fire plume from carriage and characteristic parameters evolution of smoke layer:.(1) Description model will be built to characteristic flame shape, temperature distribution, and highest ceiling temperature distribution of ejected fire plume from carriage in a longitudinal ventilated tunnel. .(2) The entrainment characteristic of ejected fire plume from carriage in a longitudinal ventilated tunnel will be discovered, and its dimensionless mathematical model of temperature profile will be proposed; .(3) Dimensionless mathematical model will be built to describe thermal smoke back-layering flow length and critical velocity of ejected fire plume from carriage in a longitudinal ventilated tunnel. .The studies of this project is an important complement to the classical theory of tunnel fires and have important scientific significance; Meanwhile, it is also important reference value for the smoke exhaust design of tunnel fire.
在纵向通风隧道内车厢内火灾溢出火羽流条件下，由于车厢自身对溢出火羽流卷吸的限制作用，再加上车厢阻塞效应形成的复杂流场，必将导致溢出火羽流的卷吸行为及其烟气层特征参数演化与分布发生明显改变，原有基于自由火羽流建立的隧道火灾经典模型不再适用。本项目拟通过理论分析、实验研究和数值模拟分析，揭示纵向通风隧道内车厢溢出火羽流的卷吸行为与烟气层特征参数演化规律：.（1）建立纵向通风隧道内车厢溢出火羽流火焰形态、溢出火羽流温度分布和顶棚最高温度分布理论表征模型；.（2）揭示纵向通风隧道内车厢溢出火羽流的烟气层卷吸特性与温度分布规律；.（3）建立纵向通风隧道内车厢溢出火羽流的烟气逆流长度与临界纵向风速模型。.研究纵向通风隧道内车厢溢出火羽流卷吸行为与烟气层特征参数演化规律，将对现有隧道火灾基础理论形成重要补充，具有重要科学意义；同时对于指导建筑隧道火灾防排烟设计，具有参考价值。

结项摘要

针对纵向通风隧道内车厢内火灾溢出火羽流，由于车厢自身和隧道侧壁对溢出火羽流卷吸限制作用，再加上车厢阻塞效应形成的复杂流场，必将导致隧道内车厢溢出火羽流的卷吸行为及其动力学特征参数演化与分布发生明显改变，原有基于自由火羽流建立的隧道火灾经典模型不再适用。本项目主要通过实验研究和理论分析，揭示了纵向通风隧道内车厢溢出火羽流的卷吸行为与烟气层特征参数演化规律：. （1）揭示了纵向通风隧道内车厢溢出火羽流的卷吸受限影响，建立纵向通风隧道内车厢溢出火羽流火焰尺寸的无量纲表征模型，分析了受限火羽流的温度分布特征。提出了耦合多种物理参数的隧道内车厢开口火溢流情况下隧道顶棚最高温升的无量纲模型。. （2）量化分析了隧道内不同车厢和侧壁间距影响下车厢溢出火羽流的物理卷吸差异，揭示了隧道火灾烟气层卷吸空气特征。同时建立了纵向通风隧道内车厢溢出火羽流的烟气层失稳判据。. （3）分析了纵向通风隧道中车厢溢出火羽流情况下的烟气层临界控制参数（如临界控制风速）和烟气逆流长度特征，建立了纵向通风隧道中车厢溢流火羽流情况下的烟气逆流长度、临界纵向风速与限制风速的无量纲表征模型。. 项目圆满完成了预定的研究目标和成果指标：已在国内外重要学术期刊上发表学术论文42篇SCI期刊论文，2篇EI检索论文；授权中国发明专利12项。培养硕士毕业研究生6名。项目注重学术交流合作，累计参加国内外学术会议32人次，其中线上和线下参加国际学术会议12人次。项目负责人获得首届公共安全科学技术奖（青年科技奖）、中国职业安全健康协会科学技术奖一等奖等荣誉称号，担任隧道和地下空间领域权威期刊Tunnelling and Underground Space Technology火灾安全专刊Guest Editor。

项目成果

期刊论文数量（41）
专著数量（1）
科研奖励数量（5）
会议论文数量（2）
专利数量（18）
Curve fitting method for modeling and analysis of photovoltaic cells characteristics
室内能源不可控燃烧引起的热危害及立面火焰特性实验研究
  • DOI：
    10.1016/j.energy
  • 发表时间：
    2012-01-01
  • 期刊：
    P 2012 IEEE INT C AU
  • 影响因子：
    --
  • 作者：
    Andrei, H.;Ivanovici, T.;Andrei, P. C.
  • 通讯作者：
    Andrei, P. C.
Experimental study and analysis of radiation heat fluxes received by a floor beneath an inclined ceiling
倾斜天花板下方地板接收辐射热通量的实验研究与分析
  • DOI：
    10.1002/fam.2925
  • 发表时间：
    2020-10
  • 期刊：
    Fire and Materials
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Fei Tang;Yuantao Zhu;Lei Chen;Xiepeng Sun;Margaret McNamee;Patrick Van Hees;Longhua Hu
  • 通讯作者：
    Longhua Hu
Ceiling smoke front velocity in a tunnel with central mechanical exhaust system: Comparison of model predictions with measurements
具有中央机械排气系统的隧道中的天花板烟锋速度：模型预测与测量的比较
  • DOI：
    10.1016/j.applthermaleng.2017.07.132
  • 发表时间：
    2017-12
  • 期刊：
    Applied Thermal Engineering
  • 影响因子：
    6.4
  • 作者：
    F. Tang;F.Z. Mei;L.J. Li;L. Chen;J.X. Ding;Q. Wang;X.Y. Xu
  • 通讯作者：
    X.Y. Xu
Experimental study on the smoke plug-holing phenomenon and criteria in a tunnel under the lateral smoke extraction
侧向排烟隧道烟堵现象及判据试验研究
  • DOI：
    10.1016/j.tust.2021.104330
  • 发表时间：
    2022-03
  • 期刊：
    Tunnelling and Underground Space Technology
  • 影响因子：
    6.9
  • 作者：
    Yuantao Zhu;Fei Tang;Yajun Huang
  • 通讯作者：
    Yajun Huang
Experimental study on the vertical temperature distribution of window ejected fire from an enclosure with adjacent side walls
相邻侧壁围护结构窗户喷火垂直温度分布实验研究
  • DOI：
    10.1002/fam.2787
  • 发表时间：
    2019-12
  • 期刊：
    Fire and Materials
  • 影响因子：
    1.9
  • 作者：
    Tong Xu;Qing He;Fei Tang;Peng Lei;Huanping Pang
  • 通讯作者：
    Huanping Pang

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  • 通讯作者：
    唐飞

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不同外部受限边界下掺氢碳氢燃料扩散射流火羽流卷吸特性和特征参数演化研究
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AI项目解读示例

课题项目：调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要：

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题，其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子，其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而，TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用，影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法，探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用，为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义，并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路：

科学问题：TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达？
前期研究：已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应，但其具体机制尚不明确。
研究创新点：本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线：包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术：TRIM2与病毒RNA的相互作用分析，IFN-β启动子活性检测。
实验模型：使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
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