原文传递
地下立交通风局部效应数值模拟分析
| 论文题名： | 地下立交通风局部效应数值模拟分析 |
| 关键词： | 地下立交;分岔隧道;通风设计;局部效应;数值模拟 |
| 摘要： | 随着我国社会经济发展，地上交通建设已是饱和状态，基础交通设施向地下延伸，通风费用巨大。与一般公路隧道不同，地下立交存在多处分岔隧道，易对气流起阻扰作用、产生涡漩，损耗射流风机提供的升压力，造成资源浪费，不利于污染物的排出。本文采取数值模拟，以直向支洞长度、斜向上下坡分支坡度、直向上下坡分支坡度、隧道壁面粗糙度为变量因子，在汇流、分流、不同入口风速条件下，对地下立交分岔隧道作局部损失分析，得到各因素对局部损失的影响及分岔隧道气流的一般规律、优化设计参数，为地下立交通风系统设计提供借鉴参考。以局部损失系数为度量标准，通过对模拟结果分析，得出以下结论: (1)车辆汇流时，风流雷诺数较大，惯性力大于粘性力，产生垂直于纵向的二次流、形成大面积涡流，消耗射流风机提供的升压力，不利于洞内污染空气的排放。 车辆合流时的局部损失系数、压损、能耗大于分流。所以建议在设计地下立交分岔隧道时，应尽量避免气流合流这种情况。 (2)支线为上坡隧道，局部风压损失在气流分流时，受隧道纵向坡度的影响更大;支线为下坡隧道，局部风压损失在气流合流情况下，受坡度影响更显著。 绝对值相同，合流时，支洞为下坡隧道的局部损失大于上坡隧道;绝对值相同，分流时，分支是上坡隧道的局部损失大于下坡隧道。 所以设计时，要根据分、汇流、上下坡分支隧道的不同条件进行针对性设计。 (3)考虑到施工过程中和营运时排水的需要，以及坡度对车辆排放污染物的影响，建议设计分岔隧道的直向上坡支洞时，坡度宜取0.3％～2％，最大不宜超过5％;直向下坡支洞的坡度宜取-4％～-2％。斜向上坡分支的坡度宜取0.3％～2％，最大不宜超过5％;斜向下坡支洞的坡度宜取-5％～0％。 (4)分流时且直向支洞长度L＞140m，分岔隧道的局部损失系数受L影响较小，所以设计地下立交分岔隧道时，相较于其他因素，这个影响因素影响较小。合流时，局部风压损耗受L影响很大，L越长，损失系数ζ越大，压损越大，风机升压力损耗也越大。所以在做合流设计时，应尽量缩短直向支线的长度。 (5)隧道壁面平均粗糙度对沿程阻力影响大，对局部阻力几乎无影响，所以在计算沿程阻力时需要考虑壁面粗糙度，计算分岔口的局部阻力时无需考虑。 |
| 作者： | 田琳 |
| 专业： | 结构工程 |
| 导师： | 韦良文 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 重庆交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
