新建地铁隧道内活塞风温度变化理论分析

列车在地铁隧道中运行时,会产生大量的热,一部分被隧道内岩土层吸收,其它部分散失在空气中,随列车活塞风带入站台。本文假设在新建单线隧道,一列车行驶周期内,对隧道内活塞风温度变化规律进行理论分析。隧道内列车散热假设为移动热源,将隧道区间内的空气流动简化成一维管流,活塞风与隧道壁面发生对流换热,根据隧道内空气的热平衡,建立简单的流固耦合模型。简化后得到新建地铁区间隧道活塞风温度变化数学模型,并给出其数值计算方法,借鉴上海某地铁的参数,利用MATLAB软件计算并绘出整个过程中隧道内活塞风温度变化曲线,隧道内活塞风温度下降约1.9℃。分析发现隧道内的岩土层温度、隧道长度和列车速度等影响隧道内温度分布和温度变化幅度。