ایمنی در تونل‌های شهری، راه، راه‌آهن و مترو در هر شرایطی موردتوجه سازندگان و کسانی است که از آن‌ها استفاده می‌کنند. دراین‌بین کلیدی‌ترین نقش به عهده سیستم تهویه است. در تونل‌های بین‌شهری حجم قابل‌توجهی از وسایل نقلیه تردد می‌کنند که در صورت نداشتن تهویه مناسب، تنفس در چنین شرایطی برای مسافران و رانندگان سخت و با کاهش دید آن‌ها همراه است. از سوی دیگر با توجه به بسته بودن این فضاها در صورت وقوع حوادث غیرمترقبه مانند آتش‌سوزی، دسترسی به محل حادثه فوق‌العاده دشوار است، بنابراین تا رسیدن نیروهای امدادی نقش سیستم‌های تهویه در کنترل و خروج آلودگی بسیار حیاتی است. سیستم تهویه در هنگام آتش‌سوزی نقش بسزایی در نجات جان انسان‌ها بازی می‌کند. آتش‌سوزی در تونل‌ها با آزاد شدن گازهای سمی، دود و سایر آلاینده‌های مضر همراه است. درک صحیح از سرعت بحرانی در مواقع آتش‌سوزی کمک بهینه در کنترل رفتار آتش در شرایط بحرانی می‌کند. دیگر پارامتر حیاتی محاسبه دقیق اندازه آتش‌سوزی به‌منظور جلوگیری از مسائل مربوط به پدیده عقب زدگی لایه دود و آشفتگی بوده و از بین بردن این پدیده‌ها از اهداف اصلی کتاب است. در بسیاری از نقاط دنیا از آزمایش‌های مختلف به‌منظور فهم عمیق از مکانیسم آتش‌سوزی در تونل‌ها استفاده‌شده است. باوجود پایش دقیق در این آزمایش‌ها، هزینه‌های گزاف محققان را به چالش روش‌های جایگزین دعوت کرد. برای این منظور روش‌های عددی بهترین گزینه انتخاب شد که در آن با استفاده از مفهوم دینامیک سیالات محاسباتی و ارائه روابط اصلی بقای جرم، مومنتوم، پیوستگی و انرژی ناویر استوکس این‌گونه مسائل قابل‌حل شد. با بررسی این روابط از کاربرد روش‌های عددی در آتش‌سوزی تونل‌ها، باهدف درک بیشتری از ایمنی تونل‌ها، راه‌حل‌هایی در زمان بحرانی همانند آتش‌سوزی ارائه می‌شود تا بتوان خسارات جانی و مالی را به حداقل رساند. اگرچه در کشور عزیزمان اتفاق آتش‌سوزی در تونل رخ نداده است، اما با پیشرفت روزافزون حمل‌ونقل ریلی و جاده‌ای و استفاده بیشتر مردم از مترو، با توجه به افزایش جمعیت در شهرهای بزرگ، باید آمادگی‌های لازم در پیشگیری این‌گونه مسائل را داشته باشیم. لازم به ذکر است که بیش از سه سال برای مطالب این کتاب و یادگیری اصول روش‌های عددی و نرم‌افزارهای مرتبط با آن زمان گذاشته‌ام و بیشترین انگیزه زمانی مؤثر شد که موفقیت محققان در به‌کارگیری روش عددی را شاهد بودم و برای قطره‌ای خدمت به مردم سرزمینم بر آن شدم که کتابی راجع به این موضوع بنویسم. اگرچه این کتاب به تمام زوایای ممکن از رفتار سیال در تونل نپرداخته است اما امیدوارم انگیزه‌ای در دانشجویان و محققان ایجاد شود که این مسیر را برای امنیت مردم کشور عزیزمان هموارتر کنند.

در فصل یک کتاب، مروری بر مکانیسم آتش‌سوزی در تونل خواهیم داشت. بیشترین مطالب این فصل از کتاب دینامیک آتش در تونل (2016) و مقالات جدید مرتبط باآنکه نوشته آقای اینگاسون و همکاران است پرداخته‌ایم. در این فصل سعی بر ارائه مطالب بروز در مورد موضوع آتش‌سوزی در تونل، شامل فهم عمیق از سرعت بحرانی و آهنگ رهایش گرما، پدیده‌های عقب زدگی لایه دود و آشفتگی و راه‌حل‌های ممکن برای از بین بردن آن شده است. در فصل دوم رابطه‌ای بین روش‌های عددی و کاربرد آن در مطالعه آتش‌سوزی در تونل برای خواننده تشریح شده است. به بیان ساده‌تر، به تشریح مقدماتی دینامیک سیالات محاسباتی که بر روی سه فرایند انتگرال‌گیری از معادلات حاكم بر جريان سيال در تمام حجم‌های کنترل، گسسته سازي که شامل جايگذاري نوعي از تقریب‌های اختلاف محدود است و حل معادلات جبری با استفاده از يك روش تکرار پرداخته شد. بعد از آشنایی با روش حل عددی، نرم‌افزارهای المان محدودی که در این زمینه کاربری دارند تشریح شده است. برای ساخت هندسه‌های موردنظر و شبکه‌بندی محدوده قبل از تجزیه‌وتحلیل عددی از دو پکیج اتوکد و انسیس استفاده شد. سپس به بیان مدل‌سازی و اعمال شرایط مرزی محدوده و تنظیمات موردنظر در دو پکیج فلوئنت و شبیه‌ساز دینامیکی آتش اشاره‌شده است. در فصل سوم مطالعه موردی از شبیه‌سازی دود و آتش‌سوزی در تونل‌های ملت، پاتاوه دهدشت و تونل مترو شیراز که به ترتیب از مدل‌سازی‌های انجام‌شده توسط جناب آقای مهندس رشیدی، خودم و سرکار خانم مهندس شمسی بوده و برای محاسبات مربوط به تهویه در این بخش از کتاب تهویه در معادن و جلد دو تونل سازی که هردو از تألیف جناب آقای مهندس مدنی است استفاده شد.

در پایان از تمامی کسانی که بنده را در نگارش این کتاب کمک کرده‌اند تقدیر شایان می‌کنم. از پدر و مادرم که در ترغیبم به نوشتن این کتاب لحظه‌ای درنگ نکردند تشکر کرده و همچنین از سرکار خانم مهندس رضایی که در ویراستاری کتاب کمک شایانی داشته‌اند قدردانی می نمایم.  امیدوارم که این کتاب در رفتار کاربران و آتش‌نشانان قرارگرفته در معرض آتش‌سوزی تأثیر خوبی بگذارد. بدیهی است که هیچ اثری بدون نقص نبوده این اثر نیز خالی از اشتباه نیست، لذا از اساتید و دانشجویان عزیز انتظار می‌رود که اشتباهات و کاستی‌ها را یادآوری کنند و نویسندگان را ازنقطه‌نظر نظرات و پیشنهاد‌ها خود به‌منظور ارتقا و غنای کتاب در چاپ‌های آتی بهره‌مند فرمایند.

مکانیسم آتش سوزی در تونل ها

آشنایی با دینامیک سیالات محاسباتی

معادلات جابجایی و انتشار

مطالعه موردی از شبیه سازی آتش در تونل

تونل ملت