列车在隧道内行驶,隧道内气流在其带动下产生流动,形成活塞风,活塞风会引起隧道内流场重分布。当着火列车在隧道内运行时,由于受活塞风作用,其火灾烟气扩散规律及排烟系统的排烟效果将不同于列车静止状态。本文依托秦岭马白山隧道,对铁路隧道紧急救援站范围内列车行进过程中的活塞风计算方法、活塞风作用下火灾烟气扩散规律和其影响下的救援站内排烟设计方法开展了研究,主要取得了如下成果:1.采用文献调研、理论分析和数值模拟,分析了活塞风的产生机理,给出了计算活塞风的基本假定以及影响因素,推导了隧道内单车行驶、两车对向行驶时列车行进过程中的活塞风计算方法,得到了两种情况下的活塞风理论解析解,并通过Fluent软件数值模拟验证其吻合性,探明了单车行驶时列车速度对活塞风的影响规律以及两车对向行驶时两车间距对活塞风的影响规律。2.采用文献调研和数值模拟,基于Fluent动网格技术,探明了列车停靠在紧急救援站内列车头部和中部着火的烟气扩散规律,给出了单车行驶和两车对向行驶时列车头部、中部、尾部着火的烟气扩散规律,得到了有无活塞风作用下着火列车在紧急救援站内烟气扩散长度。3.采用理论分析和数值模拟,探明了单车行驶、两车对向行驶时列车停站后的活塞风衰减过程,得到了活塞风对不同行车状态、不同起火位置的排烟系统排烟效率的衰减规律;考虑活塞风的影响,研究了紧急救援站内不同排烟道位置、排烟道尺寸和排烟口风速影响下的烟气扩散规律及排烟系统排烟效率,确定了排烟道最佳设计位置,并制定了适用于实际工程中列车不同位置着火时的排烟设计方案。以上研究成果直接指导了论文依托工程——秦岭马白山隧道,也可为铁路隧道排烟设计方法的研究提供参考。