隧道壁面粗糙度对摩阻损失的影响分析

隧道在进行通风设计时,需考虑到摩擦阻力对于空气流动的影响,其中衬砌的壁面粗糙度是决定通风摩阻大小的一个重要因素。为了研究隧道洞壁粗糙度对通风摩阻系数的影响,采用Fluent软件建立模型,通过改变隧道壁面粗糙单元的高度、间距以及断面直径等控制因素来研究通风摩阻的变化。结果表明:当气流掠过壁面且流速很小时,壁面附近的流线基本与壁面粗糙单元的外轮廓相平行,而当流速超过一定值时,靠近壁面的流线会与壁面产生一定程度的流动脱离、回流;在初始风速一定的前提下,壁面粗糙度越大,壁面的摩阻损失系数越大,壁面粗糙度越小,粗糙单元对流体流动所起到的阻碍作用越小。结合大部分公路隧道的实际情况进行归纳并提出了隧道壁面摩阻损失系数参照表,可直接依照隧道的实际参数选取摩阻损失系数值,对隧道通风设计具有一定的参考价值。