论文部分内容阅读
随着我国公路隧道的不断发展,纵多复杂化的城市地下道路不断涌现。由于城市地下道路位于市中心,靠近居民区或办公区,需要对隧道内污染物进行严格控制,因此隧道内都会增设风机等机械通风设备。然而对实际运营隧道进行调查发现,风机并不是24小时连续开启。相关研究表明通过机动车行驶产生的交通通风力,可以起到稀释隧道内污染物浓度的作用,为隧道需风量提供贡献;特别是对于多点进出隧道,交通通风力作用尤为显著。然而目前我国关于城市地下道路交通通风力的研究成果不多,设计中也只是照搬公路隧道相关规范,关于多点进出隧道交通通风力作用下隧道内污染物浓度的分布特性无可供参考。 因此本论文主要以长沙市营盘路湘江隧道为研究对象,通过理论分析和实测研究的方法,对多点进出城市地下道路的交通通风力影响因素进行研究,建立多点进出隧道交通通风力计算模型,并使用数值模拟和模型试验方法对多点进出城市地下道路分合流三通结构形式的阻力系数进行研究,通过实测数据验证计算模型的有效性,最后通过Fluent模拟软件中的组分输运模型对多点进出城市地下道路交通通风力作用下污染物浓度分布特性进行研究,通过模拟结果与实测数据的对比提出一套可用于指导多点进出隧道污染物浓度预测的模拟方法。 研究成果表明,对于多点进出城市地下道路,其交通特征与隧道内风速分布具有与一般直隧道不同的特点,随着交通流量及车速的提高,隧道内风速也相应增加;对于下凹式城市地下道路,由实测及理论分析可知,自然通风力对隧道通风的影响很小,设计时可以忽略自然风的影响;采用直隧道交通风计算方法对多点进出隧道的交通风进行计算会产生较大误差,本研究针对多点进出隧道,根据能量守恒方程建立多点进出隧道交通通风力计算模型,通过实测数据验证模型的有效性;通过对多点进出隧道交通通风力作用下污染物浓度分布进行模拟,得出分(合)匝道由于机动车驶入驶出隧道的同时引入洞外新风并带出隧道内污染物,从而对隧道内污染物浓度的控制具有积极作用;模拟得到的隧道内污染物浓度分布结果与实测值吻合度很好,说明可以借助Fluent软件对交通通风力作用下隧道内污染物浓度分布进行预测。本文得出的研究结论可以有效指导我国多点进出城市地下道路通风设计及节能优化设计。