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隧道通风阻力格栅等效摩阻模拟研究
| 论文题名： | 隧道通风阻力格栅等效摩阻模拟研究 |
| 关键词： | 公路隧道;通风系统;阻力格栅;等效设计理论;数值模拟;模型试验 |
| 摘要： | 隧道通风物理模型试验中，由于试验场地和试验条件的限制，通常难以建立1:1比例模型或同比尺缩小模型。考虑到通风模型试验往往是对局部复杂部位进行研究，在保证原型与模型阻力相似的前提下，采用变率模型可以有效缩短隧道通风模型长度。在隧道模型试验中设置阻力格栅缺少系统的理论支持，同时如何选取和设置阻力格栅值得研究。基于以上问题，本文针对阻力格栅进行了深入研究。 1.介绍了隧道通风物理模型试验的相似准则和自模区理论，以此为基础，阐述了阻力格栅的等效作用原理及作用分类，推导出了阻力格栅局部阻力损失系数ξ的计算公式以及阻力格栅等效模型长度Lm的计算公式，并阐述了阻力格栅模型的适用性。 2.采用计算流体力学软件Fluent对不同孔数的阻力格栅流场进行模拟研究，研究结果表明，当有效面积比一定时，阻力格栅的孔数越多，其均流作用越显著，风流波动逐渐降低，上下游影响长度显著减小。阻力格栅孔数大于500时，其上下游影响总长度小于3倍模型当量直径。 3.通过物理模型试验研究阻力格栅串联间距、串联数量的影响以及阻力损失系数，为阻力格栅的选取和设置提供指导建议，同时介绍阻力格栅在隧道通风模型试验中的具体应用。试验结果表明，模型加入阻力格栅后，仍然存在自模区，其临界风速与模型的临界风速近乎相等；阻力格栅的串联间距、组数、规格对模型进入自模区的临界风速几乎没有影响；每组格栅局部阻力损失系数随格栅组数的增多而降低，降低的速率随着格栅组数的增多而减小；阻力格栅串联间距应不小于三倍模型当量直径。 |
| 作者： | 来凯 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 谢永利 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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