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由于建筑的高层化发展,高速化、大行程的超高速电梯逐渐得到越来越多人和企业单位的青睐。但电梯的高速化发展也带来了愈加明显的空气动力学问题,这使得超高速电梯的乘坐舒适性和运行安全性受到了较大威胁。出于节约建筑面积、合理利用资源等方面的考虑,电梯井道均是长宽比很大的狭长筒状结构,活塞效应作用明显,从而导致了较为剧烈的气动噪声、风致振动等问题。考虑到理论分析虽然前期建模等方面较为困难棘手,但后期的求解分析效率要远高于数值模拟等其他研究手段。本文从理论分析入手,基于非定常流伯努利方程,建立了不同井道结构中轿厢诱导气流运动的通用理论模型,随后通过试验验证了理论模型的正确性,然后基于已验证的通用理论模型分析了井道内主要参数和通风孔参数对井道内气流运动的影响规律。本文工作为后续学者关于类井道环境中轿厢诱导气流的研究以及技术人员关于工程中井道通风孔的开取提供了有力的理论支持,并为后续超高速电梯井道内空气动力学问题的研究提供了较为系统和科学的理论依据,很大程度地完善了电梯领域关于井道非定常气流理论分析方面的不足。首先,假设井道内的气流流动为有粘的一维非定常不可压缩流动,并忽略烟囱效应和其他零部件对井道内气流运行的影响;进一步的,考虑气流流动时的沿程阻力损失、局部阻力损失和惯性力做功,对本文的理论分析基础——非定常流伯努利方程的由来进行了详细推导;最后,基于非定常流伯努利方程,分别建立了活塞效应影响下的没开有通风孔的超高速电梯井道(HNVH)、开有一对通风孔的超高速电梯井道(HOVH)、开有两对通风孔的超高速电梯井道(HTVH)三种结构下气流运动的全过程理论模型。其次,通过对上述3种井道结构下气流运动规律的分析,归纳总结出通风孔开取对井道内气流运动影响的一般影响规律,建立了开有n(n≥0)对通风孔井道内气流运动的通用理论模型;根据人们的生理特点和试验塔中电梯的实际运行情况,确定了抛物线-直线型的电梯运行速度;借助合作公司现有的超高速电梯试验塔,搭建了4 m/s超高速电梯的井道气流试验平台,并使用GM8903热敏式风速测试仪对井道下出口处进行了风速实测;为了达到更好的对比验证效果,以合作公司4 m/s超高速电梯相匹配的参数作为通用理论模型的输入参数进行理论求解,并将理论求解数据和试验测得的数据进行无量纲对比,验证并分析了理论模型的有效性,也为下面井道内主要参数和通风孔参数对井道内气流运动影响分析的可靠性提供了重要保障。然后,基于已验证的轿厢诱导气流运动的通用理论模型和精度较高的四阶RungeKutta法,分别分析了电梯运行速度、轿厢高度、阻塞比和井道长度4个主要参数对HNVH、HOVH和HTVH三种井道内轿厢诱导气流运动和通风率的影响,在此基础上综合考虑参数影响规律的一般性及工程中的简便实用性,提出了一个综合4个参数影响下的通用通风预测公式,并将公式的预测结果与理论求解对比分析,验证了通用通风预测公式的准确性。通用通风预测公式为技术人员在超高速电梯的工程设计工作省去了繁琐的数值求解过程,极大地方便了工程技术人员在项目设计时的数据预测。最后,基于已验证的轿厢诱导气流运动的通用理论模型,分别对HOVH和HTVH各段井道内轿厢诱导气流的运动特性进行了分析;并在此基础上分别分析了HOVH和HTVH中通风孔横断面积、通风孔长度和通风孔位置对井道内气流运动的影响规律;第三,分别分析了HNVH、HOVH、HTVH三种井道中活塞风和侧向风的运动规律,归纳总结出了通风孔开取数量对井道内气流运动的影响。通风孔参数的影响规律分析为技术人员在关于超高速电梯井道通风孔的开取工作提供了重要的理论指导。