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利用交通风的公路隧道双洞互补式通风节能研究
| 论文题名： | 利用交通风的公路隧道双洞互补式通风节能研究 |
| 关键词： | 公路隧道;双洞互补式通风;节能方式;交通风;变化规律 |
| 摘要： | 在公路隧道运营中，为保证良好的空气质量，通风系统的作用至关重要。当前普遍采用的纵向式机械通风，相较于横向式通风，节能效果有了很大提升，但运营电费依然高昂。车辆运行产生的交通风，可补充机械风的通风量，实现节能。在高速公路隧道中，由于交通流、纵坡等因素，带来了双洞空气质量差异，因此利用交通风实现双洞互补通风可作为一种有效的隧道通风节能方式。 本文以杭绍台高速公路祥和隧道作为依托工程，利用交通状态聚类分析，以及足尺数值模拟实验，分析了不同交通流状态下的等效交通风特性，设计了祥和隧道运营期双洞互补式交通风通风方案。主要内容如下： （1）基于祥和隧道实际交通流数据，通过模糊c均值聚类算法，以密度和速度作为聚类指标，根据密度-速度拟合曲线结合聚类结果得到每类交通运行状态速度，密度范围，将祥和隧道交通运行状态划分为3种典型状态，以此为依据划分了交通风仿真工况。 （2）使用ANSYS/FLUENT软件，根据实际尺寸建立隧道模型和车辆模型，选择滑移动网格技术，对模型网格进行了有效性验证。对单车交通风进行数值模拟，从车辆中心线和隧道竖平面两个角度，研究在车速和车型对交通风的影响下，不同车型的交通风特征，得出车速与平均交通风速之间的关系；分析了在车辆不同部位交通风随时间的变化过程，通过对数据的非线性拟合处理，得到了交通风的变化特性。对车队交通风进行数值模拟，分析了交通流速度和密度对车队交通风的影响，计算得到了三种交通运行状态的等效交通风速和通风均匀程度。 （3）设计了祥和隧道双洞互补式通风方案，给出换气横通道位置、换气量的控制方法。将交通风产生的通风量与机械通风量进行线性叠加，作为祥和隧道的设计风量，设计了祥和隧道的双洞互补式通风方案，给出了三种交通运行状态下双洞互补式通风的控制策略，分析了方案的节能效果，平均一天能节约15.13%的通风量，节能效果明显。研究成果可以为双通互补式通风方法的推广提供理论支撑。 |
| 作者： | 李凡 |
| 专业： | 交通运输工程 |
| 导师： | 郑晅 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 长安大学 |
| 学位年度： | 2021 |
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