过渡季节地铁环控模式分析研究

论文摘要

随着我国经济的持续高速发展,城市化的速度越来越快,交通的压力急剧增加。地铁作为一种运载量大、准时、快速、舒适和环保的交通工具迅速在各大城市投入建设。在新投入建设的地铁系统中,通常都采用屏蔽门系统作为地铁内环境控制模式,是因为屏蔽门系统能够减少空调季节车站空调能耗,以及能为乘客提供好的乘车环境。然而,在分析地铁环控模式优劣的时候,应综合分析地铁全年运营情况。本文将计算分析地铁系统,在过渡季节不同环控模式下运行时的温度分布情况,统计过渡季节隧道通风能耗,以为设计者在选用环控模式时提供参考。以某地铁为背景,利用地铁环境模拟软件SES建立屏蔽门系统,开式系统模型,选取过渡季节室外气象参数,进行模拟计算。分析比较两种环控系统下,地铁内温度分布特点,以及通过通风竖井和车站出口与外界进行空气交换的情况,并对两种环控系统在过渡季节运行时,进行了隧道通风能耗分析。分析结果表明,从控制区间隧道及车站温度是否需要机械辅助通风的角度来说,开式系统在过渡季节运行时,比屏蔽门系统更有利。能给乘客提供舒适的乘车环境,是屏蔽门系统一个非常大的优势。而开式系统在过渡季节,在不使用机械轨道排热风机辅助通风的情况下,有必要对车站站台乘车环境进行模拟分析。本文利用CFD流体分析软件STAR_CD建立车站站台模型,并以SES计算得出的结果为边界条件,计算分析车站站台部分的速度场、温度场分布情况。并引用了相对热指标(RWI)对车站站台热舒适性进行计算分析。结果表明,开式系统在过渡季节运行时,能为乘客提供较舒适的乘车环境。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 研究背景
• 1.2 地铁环控系统国内外现状
• 1.2.1 地铁环控系统简介
• 1.2.2 国内外现状
• 1.3 研究意义
• 1.4 研究内容和方法
• 1.4.1 研究内容
• 1.4.2 研究方法
• 第2章 地铁环境模拟计算理论简介
• 2.1 地铁内环境速度场计算理论
• 2.2 地铁内环境得热量计算理论
• 2.3 地铁车站三维模拟计算基本理论
• 2.3.1 基本控制方程
• 2.3.2 湍流的计算方法
• 2.3.3 湍流模型
• 2.3.4 控制方程的离散
• 2.3.5 代数方程组的求解
• 第3章 过渡季节地铁环控数值模拟及轨道通风能耗分析
• 3.1 隧道通风系统模型、计算参数
• 3.1.1 计算模型
• 3.1.2 计算参数
• 3.2 计算结果分析
• 3.2.1 初期模拟结果分析
• 3.2.2 近期模拟结果分析
• 3.2.3 远期模拟结果分析
• 3.3 通风竖井换气量分析
• 3.3.1 初期换气量分析
• 3.3.2 近期换气量分析
• 3.3.3 远期换气量分析
• 3.4 各工况对比分析
• 3.5 过渡季节隧道通风能耗分析
• 3.5.1 过渡季节地铁环控模式
• 3.5.2 通风能耗分析
• 3.6 小结
• 第4章 过渡季节车站站台舒适性研究
• 4.1 车站站台三维模型与计算参数
• 4.1.1 模型车站站台背景
• 4.1.2 网格模型
• 4.1.3 边界条件
• 4.1.4 计算方法
• 4.2 车站站台环境模拟计算结果分析
• 4.2.1 近期车站站台环境模拟结果
• 4.2.2 远期车站站台环境模拟结果
• 4.3 车站站台热舒适性分析
• 4.3.1 相对热指标 RWI简介
• 4.3.2 车站站台各工况相对热指标计算
• 4.4 小结
• 结论与展望
• 1.结论
• 2.不足与展望
• 致谢
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 附图