论文摘要
随着我国交通事业的发展,公路的等级不断提升,公路隧道数量和长度以及公路交通密度日益增长,为隧道提供安全、可靠、舒适的运营环境越来越受到人们的重视。我国对隧道通风的研究比较晚,而且水平也远远落后于国外,现已经成为制约我国隧道建设发展的瓶颈。本文采用fluent软件针对目前我国应用比较广泛的公路隧道纵向通风系统进行了计算机三维模拟与分析。以天津某快速路隧道结构参数为依据,建立数学模型,对隧道内的气流分布进行模拟。为了保证数值模拟的可靠性,根据相似原理,设计隧道通风模型,模拟隧道射流通风并分析其射流通风特性。在验证了数值模拟的可靠性基础上,进行多工况模拟,重点研究了射流风机在隧道内的调压性能、影响射流扩散段的主要因素;根据射流风机的不同风机组合对隧道内CO等污染物的稀释效果,分析全射流通风系统射流风机的最佳选型和布置方式。以该隧道的结构参数为依据,建立火灾烟气扩散模型,进行隧道火灾临界风速模拟,确定该隧道在火灾规模为20MW情况下的火灾临界风速。
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摘要ABSTRACT第一章 绪论1.1 课题研究背景1.2 公路隧道通风1.3 国内外研究现状1.3.1 国外研究现状1.3.2 国内研究现状1.3.3 存在问题1.4 本课题研究内容第二章 公路隧道纵向通风研究的计算基础2.1 隧道通风计算中的假设2.1.1 流体是不可压缩的2.1.2 流体为稳定流2.1.3 流体为连续介质2.1.4 流体遵循能量守恒定律2.2 流体动力学控制方程2.2.1 质量守恒方程2.2.2 动量守恒方程2.2.3 能量守恒方程2.2.4 组分质量守恒方程2.3 隧道通风射流计算2.3.1 公路隧道通风卫生标准2.3.2 需风量计算2.3.3 通风压力计算第三章 模型实验3.1 相似原理3.1.1 几何相似3.1.2 运动相似3.1.3 动力相似3.2 相似准则3.3 模型率3.4 隧道实验系统3.4.1 实验原理3.4.2 实验设备3.4.3 实验方法和步骤3.4.4 实验数据分析第四章 正常工况下射流通风的数值模拟4.1 模型实验模拟对比分析4.1.1 物理模型简化假设4.1.2 数学模型及边界条件4.1.3 模拟结果分析4.2 射流风机射流特性分析4.2.1 射流的诱导特性4.2.2 射流扩散段单因素分析4.2.3 射流风机的纵向布置4.3 位置摩阻损失折减系数4.4 不同风机组合模拟4.4.1 物理模型简化假设4.4.2 数学模型及边界条件4.4.3 模拟结果分析第五章 隧道火灾临界风速的数值模拟5.1 隧道火灾模拟的计算流体力学理论5.1.1 数学模型的基本方程5.1.2 隧道内烟流阻力与烟气浓度的分析5.1.3 火灾发热率和发烟量的关系5.2 隧道临界风速模拟5.2.1 回流现象5.2.2 临界风速5.2.3 模拟结果分析第六章 结论与展望6.1 结论6.2 展望附表参考文献发表论文和参加科研情况说明致谢
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