详情

原文传递单线铁路隧道内热湿环境模拟

论文题名：	单线铁路隧道内热湿环境模拟
关键词：	铁路隧道;热湿环境;数值模拟
摘要：	高速铁路是现代化铁路的重要标志。由于列车散热使得铁路隧道内空气温度升高,高速度、高密度列车运行会引起铁路隧道内热湿环境的进一步恶化,特别是对于特长铁路隧道,由于热量累积会使得隧道内空气温度较高。隧道热湿环境的恶化对列车安全运行及设备的可靠性带来一定的影响,隧道内热湿环境的模拟研究对铁路发展具有重要意义。　　本文为博士点基金项目《特长高速铁路隧道空气热湿环境模拟与控制方法》的研究内容,重点考虑了隧道围岩渗流和外界气温、竖井等因素对隧道内空气温度的影响,建立和完善了单线铁路隧道内空气温度的非稳态模拟计算物理模型和数学模型,研究了数值计算方法。采用网络法对多竖井隧道内空气流速进行求解,采用有限体积法对热湿控制方程进行离散,用Matlab工具编写隧道内空气温度模拟计算程序,对列车经过隧道时隧道内空气流速和热湿环境进行模拟计算。　　分别在不同的渗流作用系数时对单线铁路隧道内空气温度进行模拟计算,分析渗流对隧道内空气温度和围岩温度的影响,研究表明,渗流对于铁路隧道内空气温度具有较大的影响,在隧道内热湿环境模拟中模拟计算中不能忽略渗流的影响。外界温度恒定时,渗流对隧道内空气温度的影响作用取决于隧道内空气温度和壁面温度的大小,渗流对隧道围岩温度场的作用为减缓围岩温度偏离围岩初始温度场的变化趋势。对于夏季最热月隧道内空气温度预测采用了三种计算温度:①建筑物通风计算温度；②近20年最热月月平均温度的平均值；③逐时典型气象参数。对隧道内空气温度进行模拟,分析夏季最热月不同计算温度下隧道内空气温度分布规律；采用夏季近20年最热月平均温度的平均值作为外界计算温度时,隧道内空气温度的最大值与逐时计算时隧道出口温度比较吻合,可以较为准确的预测出隧道内空气温度的最高值。采用全年逐时典型气象参数对隧道内空气温度进行全年工况模拟,分析全年隧道内空气温度及围岩温度变化规律。此外,对于多竖井隧道内空气温度分布规律进行了分析,分别研究不同外界气温、列车速度、竖井位置等因素下多竖井隧道内空气温度变化规律,得出了一些结论。　　通过关于隧道内空气温度的模型和计算方法的研究,分析对比得出了不同影响因素对隧道空气温度的影响规律,为隧道内空气温度的预测奠定了基础,为隧道通风设计提供参考依据。
作者：	马国川
专业：	供热、供燃气、通风及空调工程
导师：	雷波
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文