美菰林纵向通风公路隧道数值模拟与研究

美菰林纵向通风公路隧道数值模拟与研究

王日升[1]2003年在《美菰林纵向通风公路隧道数值模拟与研究》文中研究说明随着隧道数量和隧道长度以及公路交通密度的日益增长,公路隧道内火灾事故发生率以及危害的不断扩大,为隧道提供安全、可靠、舒适的运营环境越来越受到各国专业人士的重视。我国对隧道通风的研究比较晚,而且水平远远落后于国外,已经成为制约我国隧道建设发展的瓶颈。 本文主要采用国际上流行的CFX5.5软件对目前我国应用比较广泛的公路隧道纵向通风系统进行了计算机叁维模拟与分析。对公路隧道这种长宽比例严重失调的系统,进行多维分析是极其困难的,本文通过对隧道通风系统基本组成部分的分析来达到对整个系统分析的目的。重点研究了射流风机在隧道内的的调压性能,竖井叁通的气流分布以及局部阻力损失。以京福高速公路美菰林隧道的结构参数为依据,当隧道内发生火灾时,对隧道烟雾随时间的发展扩散过程进行了动态的模拟与研究,得出了不同的火灾放热率、发烟率的情况下,控制隧道烟雾回流的临界风速这一关键数据,为隧道突发火灾时的紧急通风控制提供参考。同时针对公路隧道内火灾事故发生位置的随意性,模拟分析了当火灾发生在隧道入口、隧道中部等几个特征位置时的烟雾扩散特征,并依此提出了相应的紧急通风排烟措施。本论文的研究丰富了我国对公路隧道通风的研究,特别在公路隧道火灾叁维动态模拟方面做了有益的探索,而且为实际工程设计提供了有价值的参考。

张娜[2]2005年在《鹧鸪山公路隧道通风系统及火灾烟气控制研究》文中认为近年来公路交通事业迅猛发展,一批长隧道和特长隧道相继建成。隧道在给公路交通创造有利条件的同时,自身的营运管理也产生了很多问题。其中隧道火灾是一项重要内容。隧道结构的特殊性——狭小而又相对封闭,造成了隧道火灾不同于地上建筑火灾的一些特点。隧道内一旦发生火灾,会产生大量高温有毒烟气,极易沿隧道水平扩散。大量隧道火灾案例表明,烟气和毒气是人员窒息中毒伤亡的主要原因。而通风在人员逃生阶段和消防灭火排烟阶段起着非常重要的作用。火灾初期通风可以起到控制烟气的扩散方向和范围给被困人员的逃生提供一条清洁通道的作用。隧道火灾通风一直是国际上的热点研究问题,尤其应对一些长大隧道进行性能化消防设计,建立火灾预案。本文以位于国道317 线上的鹧鸪山隧道为例进行隧道火灾预案研究。该隧道是单洞双向交通隧道,采用平导型半横向通风,具有典型的代表性。针对单洞双向交通隧道的具体特点,把通风网络理论运用于隧道通风,对鹧鸪山隧道通风系统进行了一维整体研究,把一维的研究结果作为叁维CFD 模拟研究的边界条件,对火灾源局部地区进行了烟气扩散的叁维瞬态模拟研究;并且利用二郎山隧道通风系统实验台进行了部分通风实验研究,对理论计算的正确性进行验证。本文通过研究揭示了烟气在不同风速下的扩散规律,给出了鹧鸪山隧道火灾通风预案,确定了不同火灾地点时横通道的开启组合以及风机的启闭组合;为半横向隧道通风系统提供了科学的研究方法,对同类隧道火灾通风方案的确定具有一定的指导意义。

于燕玲[3]2006年在《污水隧道纵向通风CFD仿真模拟与试验研究》文中提出伴随着我国城市化规模不断扩大,市政基础建设已经成为城市发展的主要支柱,是城市发展的生命线。隧道作为一种常见的市政基础设施,其数量和长度日趋增长,污水穿山隧道近年来也有兴建。隧道通风在隧道施工和运营中起着至关重要的作用,世界各国对隧道通风的研究工作都非常重视。本课题在国内外隧道通风理论和工程实例的研究基础之上,总结了大中型隧道施工过程和运营时期通风系统的主要形式、特点及适用条件,并结合贵阳市龙洞堡片区污水排放工程,对污水穿山隧道通风系统的特性进行了研究。利用不可压缩流体在水平等直径管道中定常流动的一维常规计算理论,建立污水隧道通风和对流传质的数学模型;运用空气动力学的相关定律,对比冬季无竖井隧道和有竖井隧道自然通风的效果;从风压和热压的关系上分析竖井在隧道自然通风中的作用;并论证利用自然风稀释污水隧道内有害气体浓度的理论可行性。从量纲分析和相似理论的基本原理出发,探讨了表征空气运动规律的各种物理量之间的关系式,推导相似条件,建立污水隧道的缩尺模型。通过试验测量无支管通风系统、“一送二排”通风系统和“二送一排”通风系统内二氧化碳的浓度分布,并拟合浓度分布函数及其与送风量的关系曲线,进而评价不同通风形式稀释风管内二氧化碳气体浓度的有效性。同时,运用CFD模拟计算软件AirPak建立隧道通风模型,对模型进行数值模拟计算,并验证了模拟结果。隧道通风系统,尤其是公路和铁路隧道的通风研究在国内外已经有一个世纪的研究历史。但对于污水穿山隧道的通风问题,由于其地域的特殊性和自身的功能特点,国内外几乎没有类似的研究。本课题通过对管内流动理论的分析,相似理论的充分论证,以及试验模型测试,并结合数值模拟对实际工程的通风性能进行了分析。本课题的研究成果对污水穿山隧道通风的工程设计有一定的参考价值。

郑晗[4]2014年在《基于湘潭昭华湘江隧道的长大纵坡隧道通风研究》文中研究指明近年来,随着科技的发展,隧道行业的技术也越来越先进,隧道也已经由原来的平直发展为现在的长度长、坡度大、结构复杂。隧道在能适应越来越多的地形地貌的同时,也带来了诸多的新的问题与挑战。如何解决这些问题就成了当今专家学者们共同探讨的话题。这其中就包含了隧道通风的问题,随着隧道研究的深入,专家学者发现隧道通风对隧道环境的影响十分巨大,隧道通风在隧道设计中的比重也越来越大。隧道通风主要包含运营通风和防灾通风,运营通风能保证隧道在运营时期拥有良好的内部环境;防灾通风则起到控制隧道火灾、帮助被困人员脱离危险等。其对隧道的运营环境、防灾救灾、工程造价、运营造价等都有巨大的影响。现今的长大隧道通风方案如何合理安排,是本文研究的重点。本文以湖南省湘潭市国道G320改线中的横穿湘江并起到连接九华示范区与昭山示范区的湘潭昭华湘江隧道项目为依托,主要采用理论分析与CFD数值模拟技术分析,对该长大纵坡公路隧道进行了如下主要内容的分析研究:1、基于规范的理论分析研究,找出大纵坡隧道内运营环境的主要影响因素,同时,基于隧道通风的方向,研究长大纵坡隧道内最大隧道长度限制、最大隧道纵坡坡度限制与车速限制推荐值。同时提出隧道增加长度增大纵坡所需要采取的建议措施。2、采用CFD数值模拟分析,对基于湘潭昭华湘江隧道的叁维模型进行模拟研究,模拟隧道发生火灾时的烟流走向,同时找到长大纵坡隧道火灾烟流的流动规律与控制烟流的机械通风风速。3、采用CFD数值模拟分析,对隧道火灾烟流的温度分布进行模拟研究,同时找出长大纵坡隧道火灾烟流的温度变化规律,以便于被困人员的疏散。4、采用CFD数值模拟分析,找出隧道火灾时的临界风速,为长大纵坡隧道火灾通风的设计提供基础数据。

陈桂福[5]2014年在《福建山区高速公路隧道行车安全研究》文中指出摘要:随着国民经济的不断发展,我国的交通事业保持了较好的发展势头,其中隧道的建设发展也较为迅速,但随之而来的隧道行车安全问题也引起了广泛的关注。目前,我国在山区高速公路隧道行车安全方面的研究还较少。本文在国内外研究的基础上,以福建山区高速公路隧道作为研究对象,并主要从行车安全的角度,确定了驾驶员特性、交通流特性、隧道环境、交通设施、不良天气等5个方面影响因素的具体内容。隧道入口段是公路隧道的一个特殊区段,发生在其上的交通事故比例高达30%,研究入口段的行车安全有着重要的意义。鉴于此,本文首次引入了FDE的概念,提出路段评价指标NF,并利用仿真软件VISSIM的二次开发功能,对隧道入口段的行车安全进行探讨研究,得到了福建山区高速公路隧道入口段的行车安全性随交通量、大车比例的变化情况这一研究成果。利用福建省山区2006-2013年发生在高速公路隧道上的交通事故进行统计分析,得到了福建山区高速公路隧道交通事故分布的一般特征。并通过BP人工神经网络,建立公路隧道交通事故严重程度的预测模型,同时进行相关影响因素的灵敏度分析。通过对山区高速公路隧道的行车安全进行全面地分析研究,对现状的山区高速公路隧道行车安全状况有了明确的定位,进而提出针对性的改善措施,主要包括交通流、驾驶员、交通设施、隧道环境、其他影响因素5方面的预防对策。从行车安全的角度,建立了一套相对合理的行车安全评价体系,并利用层次-模糊数学的评价方法,建立起了福建山区高速公路隧道行车安全状况的综合评价模型。以福银高速-美菰林隧道作为实例进行分析,利用本文的评价体系进行评价分析,最后利用路段评价指标NF的研究成果来做横向检验,并提出相应的改善措施。

吴启勇, 毛玮芸, 杨洁琼, 孙庆云[6]2008年在《现代质量管理理念在特长隧道通风设计中的应用》文中进行了进一步梳理公路隧道的通风设计是隧道总体设计的重要环节之一,合适的通风方案设计应综合考虑到通风效果、施工难度、设备投入、运营成本等因素。着重介绍美菰林特长隧道通风设计存在的难点,通过原因分析、制定对策并运用现代质量管理理念解决特长隧道通风设计中遇到的困难,较好地把握住通风设计的质量,取得了经济效益、技术效益及社会效益。

参考文献:

[1]. 美菰林纵向通风公路隧道数值模拟与研究[D]. 王日升. 北京工业大学. 2003

[2]. 鹧鸪山公路隧道通风系统及火灾烟气控制研究[D]. 张娜. 北京工业大学. 2005

[3]. 污水隧道纵向通风CFD仿真模拟与试验研究[D]. 于燕玲. 天津大学. 2006

[4]. 基于湘潭昭华湘江隧道的长大纵坡隧道通风研究[D]. 郑晗. 武汉轻工大学. 2014

[5]. 福建山区高速公路隧道行车安全研究[D]. 陈桂福. 福建农林大学. 2014

[6]. 现代质量管理理念在特长隧道通风设计中的应用[J]. 吴启勇, 毛玮芸, 杨洁琼, 孙庆云. 隧道建设. 2008

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