<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<!DOCTYPE article PUBLIC "-//NLM//DTD JATS (Z39.96) Journal Publishing DTD v1.3 20210610//EN" "JATS-journalpublishing1-3.dtd">
<article article-type="research-article" dtd-version="1.3" xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xmlns:xsi="http://www.w3.org/2001/XMLSchema-instance" xml:lang="ru"><front><journal-meta><journal-id journal-id-type="publisher-id">firesmi</journal-id><journal-title-group><journal-title xml:lang="ru">Пожаровзрывобезопасность/Fire and Explosion Safety</journal-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Pozharovzryvobezopasnost/Fire and Explosion Safety</trans-title></trans-title-group></journal-title-group><issn pub-type="ppub">0869-7493</issn><issn pub-type="epub">2587-6201</issn><publisher><publisher-name>ФГБОУ ВО «Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет»</publisher-name></publisher></journal-meta><article-meta><article-id pub-id-type="doi">10.18322/pvb.2017.26.10.27-35.</article-id><article-id custom-type="elpub" pub-id-type="custom">firesmi-91</article-id><article-categories><subj-group subj-group-type="heading"><subject>Research Article</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="ru"><subject>МАТЕМАТИЧЕСКОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ, ЧИСЛЕННЫЕ МЕТОДЫ И КОМПЛЕКСЫ ПРОГРАММ</subject></subj-group><subj-group subj-group-type="section-heading" xml:lang="en"><subject>MATHEMATICAL MODELING, NUMERICAL METHODS AND PROGRAM COMPLEXES</subject></subj-group></article-categories><title-group><article-title>Численное моделирование пожара в вагоне метрополитена</article-title><trans-title-group xml:lang="en"><trans-title>Numerical simulation of a subway car fire</trans-title></trans-title-group></title-group><contrib-group><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Данилов</surname><given-names>А. И.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Danilov</surname><given-names>A. I.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">adanilov@Lmgt.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Маслак</surname><given-names>В. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Maslak</surname><given-names>V. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-2"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Вагин</surname><given-names>А. В.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Vagin</surname><given-names>A. V.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">noemail@neicon.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-1"/></contrib><contrib contrib-type="author" corresp="yes"><name-alternatives><name name-style="eastern" xml:lang="ru"><surname>Сиваков</surname><given-names>И. А.</given-names></name><name name-style="western" xml:lang="en"><surname>Sivakov</surname><given-names>I. A.</given-names></name></name-alternatives><email xlink:type="simple">i_Sivakov@niuitmo.ru</email><xref ref-type="aff" rid="aff-3"/></contrib></contrib-group><aff xml:lang="ru" id="aff-1"><institution>Санкт-Петербургский университет ГПС МЧС России</institution><country>Russian Federation</country></aff><aff xml:lang="ru" id="aff-2"><institution>ОАО “НИПИИ “Ленметрогипротранс”</institution><country>Russian Federation</country></aff><aff xml:lang="ru" id="aff-3"><institution>Университет ИТМО</institution><country>Russian Federation</country></aff><pub-date pub-type="collection"><year>2017</year></pub-date><pub-date pub-type="epub"><day>05</day><month>04</month><year>2018</year></pub-date><volume>26</volume><issue>10</issue><fpage>27</fpage><lpage>35</lpage><permissions><copyright-statement>Copyright &amp;#x00A9; Данилов А.И., Маслак В.А., Вагин А.В., Сиваков И.А., 2018</copyright-statement><copyright-year>2018</copyright-year><copyright-holder xml:lang="ru">Данилов А.И., Маслак В.А., Вагин А.В., Сиваков И.А.</copyright-holder><copyright-holder xml:lang="en">Danilov A.I., Maslak V.A., Vagin A.V., Sivakov I.A.</copyright-holder><license xml:lang="ru" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.</license-p></license><license xml:lang="en" license-type="creative-commons-attribution" xlink:href="https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/" xlink:type="simple"><license-p>This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.</license-p></license></permissions><self-uri xlink:href="https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/91">https://www.fire-smi.ru/jour/article/view/91</self-uri><abstract><p>Представлен краткий обзор и анализ существующих подходов к моделированию горения. Предложен метод определения мощности пожара, учитывающий особенности процесса горения в ограниченном объеме вагона подвижного состава. Проведено моделирование с использованием программного средства FDS, реализующего вычислительную гидродинамическую модель (CFD) тепломассопереноса при горении. На основании результатов выполненных исследований проведено численное моделирование и получена зависимость мощности пожара от времени, которая для удобства проведения инженерных расчетов была аппроксимирована. Показано, что данная зависимость может найти применение в сфере проектирования систем обеспечения пожарной безопасности объектов метрополитена.</p></abstract><trans-abstract xml:lang="en"><p>This research thesis presents the simulation of fire growth and flame spread within a car in an underground trainway using Fire Dynamics Simulator (FDS) realizing Computational Fluid Dynamics (CFD) model. The motivation of the study is to predict the heat release rate (HRR) and specifically the peak value for emergency situations. The existing documents don’t contain recommendations for defining these important parameters. Using of several methods of estimating the HRR for a metro train, it appears that the current methods cannot realistically predict the HRR because factors such as the burning behavior of materials; and the train and tunnel geometries that affect the HRR are not considered. This project attempts to incorporate these factors in the FDS model. Modeling was realized on the base of such main research results as: § fire load of subway car series 81-557 and 81-558 (wood equivalent); § burning rate (full scale experiments). A number of assumptions have been made so that to simplify the model. They were: § passenger doors were opened from one side of car; § fire load was spread on car area; § window failure was simulated, at temperature 300 °C window began to fracture and fall off (temperature was controlled by detectors at center of windows); § ignition of material was initiated by point source; § upper plane of the computational domain is defined as “Open”; § calculation was carried out until the fire load was completely burned out. The size of the computational domain was 40 m long by 12 m wide by 6 m high. Two grid sizes, 0.025´0.025´0.025 m (zone of fire load) and 0.25´0.25´0.25 m (zone above fire load) were used. The simulation time specified for simulation was 2500 s. Results of modeling: § HRR-curve: approximation of HRR-curve for engineering calculations (“design fire”); § value of peak HRR - 12.3 MW; § combustion reaction parameters. The results of the study and the obtained dependence of the heat release rate can be applied in the development, justification of parameters, evaluation of the smoke protection systems efficiency and analysis of people safe evacuation conditions in case of fire.</p></trans-abstract><kwd-group xml:lang="ru"><kwd>пожар в вагоне</kwd><kwd>тепловая мощность пожара</kwd><kwd>моделирование горения</kwd><kwd>полевая модель пожара</kwd><kwd>FDS</kwd><kwd>car fire</kwd><kwd>heat release rate</kwd><kwd>fire simulation</kwd><kwd>fire field model</kwd><kwd>fire dynamics simulator (FDS)</kwd></kwd-group></article-meta></front><back><ref-list><title>References</title><ref id="cit1"><label>1</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ergebnisbericht zur beurteilung von branden an schienenfahrzeugen als bemessungsbrände zur brandschutztechnischen auslegung von oberirdischen personenverkehrsanlagen der Deutschen Bahn AG.- Frankfurt am Main : Deutsche Bahn AG, DB Station &amp; Service, Fachstelle Brandschutz, September 2000.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ergebnisbericht zur beurteilung von branden an schienenfahrzeugen als bemessungsbrände zur brandschutztechnischen auslegung von oberirdischen personenverkehrsanlagen der Deutschen Bahn AG.- Frankfurt am Main : Deutsche Bahn AG, DB Station &amp; Service, Fachstelle Brandschutz, September 2000.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit2"><label>2</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bemessungsbrände für s-bahnen und den gemischten reisezugverkehr : anwenderhandbuch.-Köln : STUVA, Juni 2010 [Design fires for urban commuter railway systems and the mixed passenger transport : manual. -Cologne : STUVA, June 2010].</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bemessungsbrände für s-bahnen und den gemischten reisezugverkehr : anwenderhandbuch.-Köln : STUVA, Juni 2010 [Design fires for urban commuter railway systems and the mixed passenger transport : manual. -Cologne : STUVA, June 2010].</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit3"><label>3</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Fire in Tunnels. Technical Report - Part 1. Design Fire Scenarios. - Brussels, Belgium, WTCB, 2006. -161 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Fire in Tunnels. Technical Report - Part 1. Design Fire Scenarios. - Brussels, Belgium, WTCB, 2006. -161 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit4"><label>4</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Провести исследования и определить требуемые пределы огнестойкости несущих конструкций станций и тоннелей на основании реального температурного режима : отчет о НИР (заключ.) / ЛФ ВНИИПО; руководитель В. П. Беляцкий. -П.Л2.Н.003.89 (разд. 4).-Л., 1990. -87 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Провести исследования и определить требуемые пределы огнестойкости несущих конструкций станций и тоннелей на основании реального температурного режима : отчет о НИР (заключ.) / ЛФ ВНИИПО; руководитель В. П. Беляцкий. -П.Л2.Н.003.89 (разд. 4).-Л., 1990. -87 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit5"><label>5</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Оценка соответствия вагонов метрополитена моделей 81-556, 81-557 и 81-558 требованиям НПБ 109-96 “Вагоны метрополитена. Требования пожарной безопасности” : заключение № 014-03.13.-СПб. : Санкт-Петербургский филиал ФГБУ ВНИИПО МЧС РФ, 2013. -38 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Оценка соответствия вагонов метрополитена моделей 81-556, 81-557 и 81-558 требованиям НПБ 109-96 “Вагоны метрополитена. Требования пожарной безопасности” : заключение № 014-03.13.-СПб. : Санкт-Петербургский филиал ФГБУ ВНИИПО МЧС РФ, 2013. -38 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit6"><label>6</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Пособие по применению “Методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности”.-2-е изд., испр. и доп. -М. : ВНИИПО, 2014.-226 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Пособие по применению “Методики определения расчетных величин пожарного риска в зданиях, сооружениях и строениях различных классов функциональной пожарной опасности”.-2-е изд., испр. и доп. -М. : ВНИИПО, 2014.-226 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit7"><label>7</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : справочник: в 2 ч.-2-е изд., перераб. и доп.-М. : Пожнаука, 2004.-Ч. 1, 713 с.; Ч. 2, 774 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Корольченко А. Я., Корольченко Д. А. Пожаровзрывоопасность веществ и материалов и средства их тушения : справочник: в 2 ч.-2-е изд., перераб. и доп.-М. : Пожнаука, 2004.-Ч. 1, 713 с.; Ч. 2, 774 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit8"><label>8</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Программный комплекс Fire Cat. Библиотека реакций и поверхностей горения в PyroSim. - Екатеринбург : ИП Карькин И. Н., 2014. -27 с.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Программный комплекс Fire Cat. Библиотека реакций и поверхностей горения в PyroSim. - Екатеринбург : ИП Карькин И. Н., 2014. -27 с.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit9"><label>9</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Бондарев В. Ф., Лесков А. А. Определение интенсивности тепловыделения при пожаре подвижного состава метрополитена в тоннеле // Борьба с пожарами в метрополитенах : сб. науч. тр.- М. : ВНИИПО МВД РФ, 1992.-С. 62-70.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Бондарев В. Ф., Лесков А. А. Определение интенсивности тепловыделения при пожаре подвижного состава метрополитена в тоннеле // Борьба с пожарами в метрополитенах : сб. науч. тр.- М. : ВНИИПО МВД РФ, 1992.-С. 62-70.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit10"><label>10</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Surface transport master plan. Addendum3-Transit corridor safeguarding. Fire and life safety concept. -Abu Dhabi, UAE : Department of Transport, November 2008. URL: https://www.scribd.com/document/ 320813316/Fire-and-Life-Safety-Concept (дата обращения: 01.08.2017).</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Surface transport master plan. Addendum3-Transit corridor safeguarding. Fire and life safety concept. -Abu Dhabi, UAE : Department of Transport, November 2008. URL: https://www.scribd.com/document/ 320813316/Fire-and-Life-Safety-Concept (дата обращения: 01.08.2017).</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit11"><label>11</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Ingason H., Gustavsson S., Dahlberg M. Heat release rate measurements in tunnel fires. SP Report 1994:08. -Borеs : Swedish National Testing and Research Institute, 1994. -64 p.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Ingason H., Gustavsson S., Dahlberg M. Heat release rate measurements in tunnel fires. SP Report 1994:08. -Borеs : Swedish National Testing and Research Institute, 1994. -64 p.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit12"><label>12</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Haack A. Real fires and design fires // Proceedings of the Jornada Técnica sobre Fuego en Túneles.- Barcelona, Spain, 5 May 2011.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Haack A. Real fires and design fires // Proceedings of the Jornada Técnica sobre Fuego en Túneles.- Barcelona, Spain, 5 May 2011.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit13"><label>13</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Bo Si Zhang, Shou Xiang Lu. Numerical simulation and analysis of compartment fire in subway train // Applied Mechanics and Materials.-2012.-Vol. 166-169.-P. 2726-2730. DOI: 10.4028/www.scientific. net/AMM.166-169.2726.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Bo Si Zhang, Shou Xiang Lu. Numerical simulation and analysis of compartment fire in subway train // Applied Mechanics and Materials.-2012.-Vol. 166-169.-P. 2726-2730. DOI: 10.4028/www.scientific. net/AMM.166-169.2726.</mixed-citation></citation-alternatives></ref><ref id="cit14"><label>14</label><citation-alternatives><mixed-citation xml:lang="ru">Li Y. Z., Ingason H. A new methodology of design fires for train carriages based on exponential curve method // Fire Technology. - 2016. - Vol. 52, Issue 5. - P. 1449-1464. DOI: 10.1007/s10694-015-0464-3.</mixed-citation><mixed-citation xml:lang="en">Li Y. Z., Ingason H. A new methodology of design fires for train carriages based on exponential curve method // Fire Technology. - 2016. - Vol. 52, Issue 5. - P. 1449-1464. DOI: 10.1007/s10694-015-0464-3.</mixed-citation></citation-alternatives></ref></ref-list><fn-group><fn fn-type="conflict"><p>The authors declare that there are no conflicts of interest present.</p></fn></fn-group></back></article>
