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地铁区间隧道风速分布特性及监测方法研究
| 论文题名： | 地铁区间隧道风速分布特性及监测方法研究 |
| 关键词： | 地铁区间隧道;列车活塞风;风速监测;风速分布;数值模拟 |
| 摘要： | 地铁隧道内的风速影响着热湿量的排除以及气流和壁面对流换热的效果，决定着隧道内粉尘、有害气体的分布，此外作为地铁隧道内风速重要组成部分的列车活塞风还会引起隧道内的压力变化，降低人员的舒适度，并有可能危及到隧道内的设施安全，因此地铁隧道内的风速大小和分布是决定隧道内是否拥有一个良好环境的重要因素。为保证隧道内合理的风环境，有必要对地铁隧道内风速进行长期监测，本文针对圆形地铁区间隧道，采用数值模拟的方法，主要从以下几个方面进行相关研究: 首先，对地铁全线的风速分布进行一维模拟计算，分析了隧道全线的风速分布情况以及区间隧道时有列车通过时的活塞风速变化规律;针对列车通过区间隧道时引起的隧道内速度场分布进行了三维模拟。计算结果表明，列车在通过区间隧道的过程中，区间隧道风速变化范围一般在2m/s～10m/s之间。隧道内的纵向风流在靠近列车前后处存在一个气流扰动段，但在远离列车一段距离外，隧道内的纵向风速将趋于稳定，形成均匀稳定的气流。 其次，根据一维计算所得到的区间隧道内风速变化范围，针对不同直径尺寸的圆形地铁区间隧道，基于两种选取思路，对风速监测点的布置位置的选取进行了分析，并进一步研究了监测点风速与隧道平均风速间的关系。研究结果显示，将地铁区间隧道风速监测点布置在断面平均风速点的位置，以期能够直接测得隧道平均风速的方法不可行;而将风速监测点布置在隧道靠近壁面较空旷且不影响地铁列车行驶安全的区域，通过修正监测点风速得到隧道内的平均风速，从而对区间隧道内平均风速进行监测方法是可行的，监测点风速与隧道平均风速之间呈线性关系。 最后，考虑到列车运行通过风速监测点时，由于受到列车周围变化气流的影响，传感器采集的风速数据将不能再经过修正准确反应出隧道内的平均风速。为给剔除监测过程中的失效数据提供依据，针对不同车速以及不同阻塞比条件下列车通过监测点时，风速传感器监测作用失效的长度范围进行分析研究。结果表明，列车在隧道内运行时，后方产生的气流干扰段长度比在前方产生的气流干扰段要长很多且变化更加复杂;在同一直径隧道内运行时，列车车速越大，列车后方的气流干扰段长度越长，而前方的气流干扰段长度越短。在列车运行速度相同时，隧道的活塞比越大，列车后方的气流干扰段长度越短，而前方的气流干扰段长度基本不变。 |
| 作者： | 王方宇 |
| 专业： | 供热、供燃气、通风及空调工程 |
| 导师： | 毕海权 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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