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Organisationseinheit der BAM
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Within the TF-project SiVi the BAM occupies itself interdisciplinary with the safety of traffic infrastructures considering extremely severe damage events. Therefore, a scenario of fire inside a traffic tunnel induced by a gas cloud explosion is chosen as representative. Additionally, a dangerous goods transporter shall be involved in the scenario.
As further aspect which shall be investigated is the use of liquefied natural gas (LNG) as fuel support in transport vehicle like trucks in future. The main component of LNG is methane as a flammable gas. To transport a sufficient amount of fuel the methane is cooled down at -161°C, its boiling point. In liquid phase LNG is compressed 600 times more than in gas phase.
The issue of department 2.4 is to identify the hazards for people and the tunnel structure located in the surrounding whilst a potential release of LNG out of a leaking tank occurs. Therefore, the temporal and spatial distribution of the gas cloud within the tunnel structure shall be recorded.
Basis for this will be experiments in 1:1 at BAM test rig TTS as well as numerical analysis within ANSYS CFX. On top ignition tests of the distributed gas cloud in a down scaled model allow statements on the emerging maximum pressure and temperature.
Zur Bestimmung von Gefährdungsbereichen wird für Gasausbreitungsberechnungen zurzeit vorwiegend die VDI Richtlinie 3783 herangezogen. Bei der Berechnung der Ausbreitung dichteneutraler oder leichter Gase nach Blatt 1 der Richtlinie kann die Bebauung nicht berücksichtigt werden. Dies und die Frage der Anwendbarkeit im Nahbereich der Quelle waren Gründe die VDI-RL zu überarbeiten. Grundlage hierfür ist ein Lagrange´sches Partikelmodell nach VDI 3945 Blatt 3 in Verbindung mit dem Windfeldmodell in der VDI-RL 3783 Blatt 8.
Vergleichsberechnungen zeigen, dass das Lagrange´sches Partikelmodell im Vergleich zu experimentellen Untersuchungen einer ebenen, ungestörten Grenzschichtströmung eine bessere Übereinstimmung in der Konzentrationsverteilung ergibt, als die VDI-RL 3783 Blatt 1. Die Qualität einer Berechnung mit dem Lagrange´schen Partikelmodell ist wesentlich von der Güte der Windfeldberechnung abhängig. Für drei Gebäudekonfigurationen sind die Windfelder mit dem etablierten diagnostischen Windfeldmodell TALdia und mit dem prognostischen CFD-Tool OpenFOAM berechnet und mit Messwerten verglichen worden. Mit OpenFOAM können nach den bisherigen Untersuchungen qualitativ gleichwertige, eher bessere Windfelder berechnet werden.
Freistrahle
(2017)
Gasausbreitung
(2017)