CFD analysis of the dynamics of smoke backlayering in road tunnels

The purpose of this work is to study the behavior of a tunnel fire using a three-dimensional modeling software for fire simulation (FDS). After an overview of the regulations in the galleries and the CFD, we enter the heart of the work. As matter of fact we focused on tunnel fires and how the smoke produce by the combustion evolves over time, in particular taking into account the backlayering of the smoke and the longitudinal velocity of the wind. A correlation based on experimental data to predict the backlayering length is proposed. Then the evolution of smoke is analyzed as the slope and geometry of the tunnel changed, highlighting the difference effects caused by the presence of an obstacle . Slopes ranging from 3% to 14% have been consider, simulating the behavior of a fire that occurs in a real tunnel. All the simulations were made thanks to the use of the simulator Fire Dynamics Simulator.

Lo scopo di questo lavoro è studiare il comportamento di un incendio in galleria usando un software di modellazione tridimensionale per la simulazione di un incendio (FDS). Dopo una panoramica riguardo la normativa vigente nelle gallerie stradali e sul CFD, entriamo nel cuore del lavoro. Ci siamo concentrati sugli incendi nei tunnel e su come il fumo prodotto dalla combustione evolve nel tempo, in particolare tenendo conto del backlayering che si forma e velocità longitudinale del vento. E' stata proposta una correlazione basata sui dati sperimentali per prevedere la lunghezza del backlayering. Quindi è stato analizzato il comportamento del backlayering in funzione della pendenza e della geometria della galleria, evidenziando gli effetti causati dalla presenza di un ostacolo. Sono state prese in considerazione pendenze che vanno dal 3% al 14%, simulando il comportamento di un incendio che si verifica in un vero tunnel. Tutte le simulazioni sono state eseguite grazie all'utilizzo del simulatore Fire Dynamics Simulator.