城市隧道射流通风的模型实验及数值模拟

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1、图书分类号：学校代码：领士截糖黨论文题目城市隧道射流通风的模型实验及数值模拟研究生姓名潘洁导师姓名裴桂红（副教授）学科专业供热、供燃气、通风及空调工程研究方向地下工程通风理论与技术二〇一五年六月西南石油大学研究生学位论文知识产权声明书及学位论文版权使用授权书本人完全了解学校有关保护知识产权的规定，即：研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属于西南石油大学。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版。本人允许论文被查阅和借阅。学校可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检

2、索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时，本人保证，毕业后结合学位论文研究课题再撰写的文章一律注明作者单位为西南石油大学。本学位论文属于、保密（），在年解密后适用本授权书。、不保密（请在以上相应括号内打‘学位论文作者签名指导教师签名：年《月丨？日抓年月日西南石油大学研究生学位论文独创性声明本人声明：所呈交的研究生学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含其他人为获

3、得西南石油大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：為為年（月丨日摘要纵向射流通风方式因其简易而经济被广泛应用于隧道通风系统中。通风系统中射流风机的提速和升压作用使得隧道内污染气体向洞口流动从而向外排出。本文基于相似原理进行了模型实验，通过模型实验与数值模拟相结合的方法研究了射流通风下隧道内气体的流动情况。进而，通过数值模拟值与实验值的对比，验证了数值模拟的正确性。在此基础上，又以某市一座在建的公路隧道

4、为原型，对不同风机组合方式下隧道内气体的流动情况以及隧道洞口废气在外界不同风向时的扩散情况进行数值模拟。通过分析数值模拟的结果，确定了有利于提速和升压的风机串联组合方式以及隧道洞口外部污染区域的范围，为隧道内风机幵启方式及隧道周围建筑群规划提供了参考意见。本文的主要结论如下所示：通过研究多组模型实验的测量数据可知，模型隧道内不同位置的风速沿程变化呈现一定的规律性。模型險道中线处的风速随着距风机出口距离的增加而逐渐下降；距模型隧道中线处，风速随着距风机出口距离的增加先增加后下降；距模型隧道中线处，风速沿

5、程变化不大，在一定数值范围内波动。通过对比数值模拟的计算值与模型实验的测量值可知，两者的变化趋势一致，并且数值大小基本接近。釆用建立三维稳态湍流模型，研究了四种不同的风机串联模式下隧道内风速和压力分布情况。将四种工况下的风速和风压进行对比，选出了一种最优的方案。由此可知，隧道内通风效果，不仅仅是取决于串联的组数，也取决于串联的模式。并且无论是哪种串联模式，相邻风机组之间的距离不宜太远，以利于升压和提速。釆用数值模拟了隧道洞口外静风和有风的情况下废气的扩散情况。由模拟结果可知，无风情况下废气主要向前方扩

6、散，而有风情况下废气则主要沿风向扩散。有风情况下废气向高空扩散的速度要比无风情况下慢，距地而高度以下，的质量分数已满足规范要求。然而废气向道路两侧和隧道前方扩散的快慢则依外界风向与风速而定。关键词：射流通风；模型实验；数值模拟；风速分布；废气扩散AbstractThelongitudinalventilationmodewithjetfaniswidelyusedinroadtunnelventilationsystembecauseofitssimplicityandeconomy.Inthisve

7、ntilationsystemthepollutinggasesinsidetunnelaredriventothetunnelportalbythepressure-riseeffectandspeed-upeffectofjetfans,thenthepollutinggasesaredischargedoutfromthetunnelportal.Inthispaperatunnelventilationmodelexperimenthadbeencarriedoutbasedonthesimi

8、larprinciples.Bythemeansofcombainingthemodelexperimentandnumericalsimulation,theairflowinsidetunnelhadbeenstudied.Andthen,thereliabilityofnumericalsimulationhadbeenverifiedbycompareingthecalculatedvaluewiththeexperimentalvalue.Mo