浅层城市隧道通风特性的数值模拟研究

【目的目的】为探究常规交通工况下浅层城市隧道内的通风特性和污染物扩散规律。【方法方法】以郑州市某组合立交工程隧道段项目为研究对象,截取隧道入口段430m为计算案例,采用数值模拟的方法构建机械通风混合自然通风的三维隧道模型,开展了不同工况下的模拟对比分析。【结果】在常规交通工况下,不考虑自然风的影响,隧道内的活塞风大小顺序为混合通风、机械通风、无通风、自然通风;射流风机的开启,对隧道内的风速提升约44%。在隧道污染物完全扩散的初始段,隧道内污染物浓度大小顺序为无通风、自然通风、机械通风、混合通风。【结论结论】在设计和运营隧道通风系统时,对射流风机的使用和优先选择混合通风,可以提高隧道内的空气质量和安全性。

引水工程深埋长隧洞施工中通风特性数值模拟

为了解决传统方法不能准确模拟隧洞中风流方向和温度分布的问题,本文提出一种引水工程深埋长隧洞施工中通风特性数值模拟方法。根据引水工程深埋长隧洞施工的工况建立三维模型,通过GAMBIT软件对基于该模型的隧道划分网格结构,分析该网格结构下的通风特点及方式;采用三维紊态RNG k-ε湍流模型对引水工程深埋长隧洞施工中的通风特性进行分析,对不同工况下的引水工程深埋长隧洞的通风情况进行数值模拟,得到最终通风特性数值方程,实现数值模拟。实验结果表明:该方法可以准确模拟隧洞中风流的方向和温度分布,其划分精度随网格数量大幅度增加,平均划分精度高达85%。能够为构建引水工程深埋长隧洞施工管理提供依据。

齿型螺旋翅片管束传热及通风特性试验研究

对一种先进的强化换热元件──齿型螺旋翅片管束进行了传热及通风阻力特性试验研究，试验用直接法进行．得出受洁净气流冲刷时该管束传热特性关联式和通风阻力特性关联式，并将该种齿型螺旋翅片管束的性能与相同结构的整体型螺旋翅片管束进行了比较．

高速公路隧道合流段夹角对通风特性影响的数值模拟研究

文章采用计算流体力学模拟软件(Fluent)对华坪至丽江高速公路彪水岩地下立交隧道合流部进行模拟,综合考虑在流场、风速、风量、风压等多个因素下不同合流夹角对合流隧道通风特性影响研究。研究表明:随着合流夹角的增加,扩大断面段风速、出口风量减小,而入口静压则增大;压损系数越大,气流越不顺畅。合流部局部流段附近均有“回流”和“涡旋”的现象,应设计相应的机械通风设施予以排除;隧道合流部夹角为10°最合理,与工程实际采用方案相同。研究成果可为其优化通风适用性及舒适性进一步分析提供参考数据。

底部风口对高速列车设备舱通风特性的影响

本文通过CFD(计算流体力学)方法研究了高速列车设备舱底板风口对设备的影响。文中分别对只开设裙板风口、只开设底板风口以及同时开设设备舱裙板与底板风口三种工况进行了数值模拟。对模拟结果进行分析,得到了底部压力分布规律,据此确定风口位置。同时对比分析了三种工况设备舱的通风量,研究表明只开底板时通风量最大;在同时开设底板与裙板风口时设备舱内温度分布较之单独开设裙板与底板风口时更均匀,且设备舱内部平均温度更低,并且辅助变流器表面温度比只开设裙底风口时降低了12%,设备舱散热性能得到明显提升。

可控循环风形式及通风特性分析

依据循环风机对主要通风机的作用形式，将可控循环风划分为增阻循环风和增压循环风，给出了可控循环风系统的风量及风机参数的确定方法，并对循环风的规律和应用作了说明。

基于正交试验法的矿井通风机通风特性的优化研究

在满足生产安全规范的前提下,以风压、功率、效率、转速为试验因素,在多种因素水平下,采用正交试验优化方法,优化通风机通风特性参数,保证井下通风总消耗量最小。

矿用轴流式通风机叶顶开槽深度对通风特性影响的研究

对风机叶顶不同开槽深度对风机运行时的通风特性的影响进行分析,利用三维建模软件建立了轴流式通风机的三维结构模型,采用流体仿真分析软件对凹槽深度为0 mm、1 mm、2.5 mm、4 mm四种深度的双凹槽叶片结构下的风机运行特性进行了仿真分析。分析结果表明:当风机的双凹槽深度为2.5 mm时,风机具有最佳的通风特性,稳定性最高且通风效率比原风机提高1.2%以上。

某沉管隧道洞口减光建筑通风特性分析

沉管式隧道洞口的减光建筑可显著改善、减缓驾驶人进出洞口时的明暗交替视觉冲击,其设计除要满足视觉适应需求外,还应兼顾隧道通风效果。为此,建立了SST-组分运输模型,通过室内相似试验对模型进行了验证,并以某海底沉管隧道为研究对象,分析洞口减光建筑不同设计参数对进出风流的影响,得到减光建筑通风特性及污染物窜流规律:1)设置中间隔墙可保证进口有效吸入新鲜空气,使污染物窜流率从67.2%降低至17.7%;2)减光建筑长度较小时,出口风流更易进入进口,对其造成污染,其长度较大时,风流沿程损失增加,减光建筑长度存在最优值;3)减光建筑两侧边墙镂空,可有效减少出口风流中污染物对相邻进口的二次污染,同时降低风流压损,提高通风效率。

兼顾降噪和通风性能的声学超材料研究进展

传统用于隔声降噪的结构,通常阻碍了气流的传输,无法满足许多实际应用场景的需求。声学超材料作为当下声学研究的热点,为设计新颖的通风降噪结构提供了有效的解决方案。简要讨论了传统通风降噪结构在应用中的局限性,追溯了声学超材料的出现与发展,重点介绍了Helmholtz共振结构、空间盘绕结构、声学超笼和声传输可调结构这几种类型的声学超材料在通风和降噪方面应用的最新进展,总结了这些超材料的结构特点、降噪原理和通风特性,以及它们在低频宽带噪声衰减、通风效果和结构轻薄化等方面的明显优势。最后,对这一新兴领域在优化设计、现场实验和通风性能研究三个方面的发展进行了展望。

带出口匝道城市隧道通风特性比尺模型试验

通风特性是影响城市隧道内外环境的关键,为深入研究带出口匝道城市隧道风量及风量分配的变化规律,获得隧道总风量及分流比的高效控制策略,基于相似理论,设计并搭建总长为38 m的1/20带匝道隧道通风比尺模型,研制可实现8台模型风机联动的变频控制系统、16个断面的速度及压力数据的实时测量与自动采集系统(该系统在风速u≥2.5 m·s^(-1)时,比尺模型同步满足阻力、惯性力和压力相似准则),进行各通风段射流升压力变化对隧道内风量及风量分配的影响试验。结果表明:隧道主线通风段与匝道通风段风量存在联动耦合效应,当调节某通风段射流升压力时,该通风段及与之串联的通风段风量均随着射流升压力的增大而增大,与之并联的通风段,风量随射流升压力的增大而减小;总风量和分流比分别是影响城市隧道内、外环境的关键因素,调节分流前主线段射流升压力不改变分流比,但对控制隧道总风量变化最为高效,单位射流升压力作用下的总风量变化幅度达1.43%·(N·m^(-2))^(-1);调节分流后主线段或匝道段射流升压力对隧道总风量的影响有限,但能有效控制分流比,单位射流升压力作用下的分流比增幅分别为(-4.43,4.16)%·(N·m^(-2))^(-1);利用分流前主线段的射流风机控制隧道内环境,利用分流后主线段或匝道段的射流风机控制隧道外环境,是最为高效的通风控制方法。

大型通航隧洞通风排烟特性及控制标准

参照国内外相关标准,分析并提出大型水运通航隧洞通风控制和排烟控制标准,对三峡新通道通航隧洞需风量进行了计算分析,并建立隧洞通风和火灾三维数值计算模型,对通航隧洞的污染物排放特性和排烟特性进行三维数值模拟。结果表明,三峡新通道水运通航隧洞的需风量由稀释NO_(2)需风量确定;射流风机通风方式下,隧洞内基本上能满足CO体积浓度和NO_(2)质量浓度的通风控制标准;火灾情况下,疏散路径上人员高度处CO体积浓度和温度均满足安全控制标准,能见度是影响人员逃生的主要控制因素。

建筑群高度差异性影响城市冠层通风特性的研究进展

作为城市空间形态的重要组成要素,建筑群高度表现出强烈的差异性,本文将国内外相关研究根据技术手段进行分类,归纳建筑群高度差异性影响对气流流动特性与污染物输运特性的影响.总结分析表明建筑群高度存在变化使水平流动衰减,并加剧竖向湍动交换,并且整个城市冠层内部的湍动状态与污染物浓度将发生显著变化,并探讨了未来研究的方向,利用遥感、GIS数据进行建筑高度信息的快速提取和测算,能够更好的反映实际城市建筑群高度分布的复杂性,具有更大的发展空间.

碰撞射流通风的特性及节能分析

碰撞射流通风方式在20世纪90年代末起源于瑞典,对于我国仍是一种新型的通风方式。本文对碰撞射流通风的特性进行了分析,并将其与混合通风对比突出了它的节能,说明碰撞射流通风是一种相当具有发展前景的通风方式,为碰撞射流通风在我国的应用和推广提供理论基础。

基于广义延拓逼近法的煤矿通风机特性曲线拟合研究

提出采用一种新的广义延拓逼近法,来实现煤矿通风机高精度特性曲线的拟合。实例的拟合结果表明:与最小二乘拟合法和三次样条插值法相比,广义延拓逼近法在相同的插值次数条件下,具有更高的拟合精度。

城市道路隧道支线通风特性研究

车辆在隧道中行驶会形成活塞风效应,支线活塞风耦合将会影响主线隧道的气流组织。以上海外滩隧道上层为分析对象,介绍了交通风量在各段隧道内的分布及与交通流量的关系;选取典型工况建立轨道交通环境模拟计算软件(SES)模型,通过与实测的通风数据对比,校验此模型的准确性;分析研究了改变此模型的出入口支线长度、数量,研究支线特性对隧道交通风量的影响。

通风机特性曲线图形矢量化技术

针对目前通风机特性曲线图形矢量化主要采用手工描点采集数据,使用Excel或自主开发软件绘图,数据采集和图形绘制是分离的,效率低且无法保证拟合曲线与原曲线的重合度等问题,利用矢量化方法,以原图为底板对曲线进行定位离散,并自动绘制出矢量图形。在此基础上,讨论了曲线采集点的数目和拟合方程的次数对拟合曲线重合度的影响。应用研究表明,该软件的效率是常规方法的5倍以上,自动绘制的图形与原图基本吻合,可以在现场推广应用。

基于大气PM_(2.5)污染的建筑外窗缝隙通风换气次数动态变化特性

为了动态评价建筑外窗缝隙通风条件下室外PM_(2.5)污染对室内环境的影响规律及其渗透通风特性,依据研究团队2013年9月到2014年8月基于建筑外窗缝隙渗透通风(建筑外门窗关闭、无机械通风)且室内无污染源条件下关于北京地区某临街办公建筑室内外PM_(2.5)质量浓度水平与室外气象参数(空气干球温度、相对湿度、风速)的动态变化实时监测数据,结合质量平衡方程和数理统计方法提出了一种基于大量实测数据反演建筑外窗缝隙通风换气次数动态变化特性的评价模型,实测结果验证了该模型的有效性.研究结果表明:当建筑外窗结构特征和房间结构特征一定时(实测建筑穿透系数P为0.93±0.01、自然沉降率k为0.10±0.03),静稳天气时的建筑外窗缝隙通风换气次数平均值约为0.10 h-1,对应的室内外PM_(2.5)质量浓度比I/O约为0.43;微风天气时的平均值约为0.22h-1,对应的I/O约为0.56;和风天气时的平均值约为0.39 h-1,对应的I/O约为0.62.研究结果可为室内人群健康风险评估以及建筑室内通风净化系统优化设计与节能运行提供重要参考.

高落差螺旋隧道运营期通风特性研究

为了研究螺旋结构隧道的通风特性,选取云南某高落差螺旋隧道为研究对象,对其不同工况下的隧道通风情况进行数值模拟分析。研究结果表明,从整体来看,隧道内的通风气流分布受隧道螺旋结构影响不大,但在每台射流风机的作用区域内,风速在隧道内外侧的纵向衰减特征并不相同,并会发生部分气流回流的情况。在火灾工况下,存在一段长约30 m的烟气逆流区,相比正常通风工况,火灾工况下的隧道内平均风速较大。

风口参数对集热蓄热墙通风及换热特性的模拟研究

为了提高集热蓄热墙的通风与换热特性,分别设计了有外保温结构的集热蓄热墙通风和供热的模型,使用Fluent模拟软件对有外保温结构的集热蓄热墙的不同风口参数下的集热蓄热墙通风和供热性能进行模拟。得知风口形状、风口面积及进出风口的相对大小都对有外保温结构的集热蓄热墙通风和供热特性产生了较大影响,其中长方形风口优于正方形风口;风口面积等比增大可提高其通风量减少其换热量;对于夏季通风模式,风口的出口面积大于进口面积可增大通风量;对于冬季供热模式,出口面积小于进口面积可增大换热量。在实际工程中应合理设计风口,以达到集热蓄热墙的最佳性能。