1. No category

UNIVERSIDAD DE OVIEDO
Área de Mecánica de Fluidos
MEDIDA Y MODELIZACIÓN
DE FLUJOS
PRÁCTICA 3:
SIMULACIÓN DE UN INCENDIO EN UN
TÚNEL DE FUNICULAR
• Introducción:
Se trata de analizar la propagación del humo de un incendio en el interior de un
túnel con una pendiente fuerte.
El incendio de un vehículo supone una generación importante de humo a una
temperatura elevada. Cuando este incendio se produce en el interior de un túnel, el
humo queda confinado, tendiendo a acumularse en la parte superior y avanzando en el
túnel con velocidades de propagación que dependen de la intensidad del incendio. En
pocos minutos, una parte más o menos amplia del túnel puede quedar en condiciones de
no supervivencia.
Una fuerte inclinación del túnel provoca un efecto de chimenea, por el cual el
humo se desplaza mayoritariamente por el tramo ascendente de túnel y además se
genera una corriente ascendente de aire fresco que aviva el incendio.
En este ejercicio se busca realizar una simulación bidimensional no estacionaria
de este fenómeno. Como resultados gráficos hay que obtener:
¾ Mapas de contornos de temperatura y velocidad en distintos instantes de
tiempo, tanto en las proximidades del incendio como en toda la longitud del
túnel.
¾ Gráficas XY de la distribución de temperatura y velocidad en una línea a una
altura media de la sección del túnel en toda su longitud, superponiendo en la
misma gráfica las curvas correspondientes a distintos instantes temporales, de
forma que se aprecie su evolución.
α
• Características de la simulación:
¾ El flujo debe ser modelizado como no estacionario, bidimensional, turbulento y con
la ecuación de la energía y las fuerzas gravitatorias activadas.
¾ La geometría se generará como horizontal. La pendiente se simulará imponiendo la
inclinación al vector gravedad. Utilícense las dimensiones del esquema.
¾ La generación del mallado se hará poniendo nodos aproximadamente cada 0.5
metros en la zona alejada del incendio y cada 0.2 m en el vagón y en la zona del
túnel cercana. Se debe procurar que el número de celdas no sea mucho mayor de
5000.
¾ Condiciones de contorno:
-1-
UNIVERSIDAD DE OVIEDO
Área de Mecánica de Fluidos
MEDIDA Y MODELIZACIÓN
DE FLUJOS
9 Entrada (abertura inferior del túnel): presión total de 0 Pa (pressure inlet, hay
que definirla como pressure outlet en Gambit y cambiarla en el Fluent)
9 Salida (abertura superior del túnel): presión estática de 0 Pa (pressure outlet)
9 Techo y suelo del túnel: pared con flujo de calor nulo (wall)
9 Inferior y laterales del vagón: paredes con flujo de calor nulo
9 Superior del vagón: entrada de velocidad (velocity inlet). Esta condición es la
que simula el incendio. En esta modelización simplificada no se simula el
humo, solo se introduce aire muy caliente.
• Datos:
¾ Dimensiones del túnel y vagón:
4a5m
150 a 250 m
vector gravedad
α
1.5 a 2 m
0.5 m
10 m
¾ Magnitud del incendio: velocidad de entrada de 2 m/s (“normal to boundary”) y
temperatura de 900 ºK (equivalente a un incendio de 15 MW).
¾ Pendiente del túnel: 40 º.
¾ Características de la simulación temporal:
9 Time step: 1 s.
9 Nº of time steps: 10 pasos cada vez que se calcule. Se deben guardar los
datos cada 10 segundos. En el caso de que los cambios sean pequeños, se
puede aumentar el tiempo a 20 segundos o más.
-2-