近年来，随着我国高速公路建设规模的日益扩大，互换式通风公路隧道的数量也有了快速的增长。但是公路隧道一旦发生火灾，将造成严重的人员伤亡和财产损失。而在隧道火灾中，影响人员逃生的最大因素就是烟气，因此了解和掌握隧道火灾时烟气的分布和变化规律对于制定合理的火灾防灾预案和进行有效的人员疏散救援具有重要的意义。本文首先针对公路隧道火灾数值模拟的基本理论分析了带有浮力修正的k湍流双方程模型以及SIMPLE算法的具体步骤；对模型试验的基本原理进行了研究，根据隧道火灾所必需满足的相似准则数推导出模型和原型之间主要物理量的相似关系。然后以厦门莲花隧道为对象，采用FLUENT软件，进行了公路隧道火灾的三维稳态和瞬态数值模拟，分析研究了不同火灾规模的临界风速值；20MW火灾规模时，不同通风风速下隧道不同测点处的烟气浓度的纵向分布规律以及火源下游不同横截面上烟气浓度的横向分布规律、烟气流动蔓延规律、烟气浓度随时间的变化规律、横通道对烟气分布的影响。接着以莲花隧道为对象进行了隧道火灾试验，对临界风速值和烟气浓度的变化规律进行了模型试验，并与数值模拟结果进行了对比，结果表明数值模拟中得出的临界风速值和烟气浓度变化规律可以应用于实际隧道火灾的研究。最后介绍了隧道火灾中产生的有毒气体对人体的危害以及人员的心理反应和行为反应。并且采用模型试验中得出的数据，计算了10MW火灾规模下人员的逃生时间，给出了使人员能够安全逃生的烟气浓度值的控制范围和横通道的合理间距；介绍了隧道火灾时的通风方式和疏散救援的基本原则及工作流程。本论文的研究结论可以为厦门莲花隧道火灾模式下的通风方案和疏散救援计划的制定提供参考。