公路隧道扩(缩)径风道局部损失数值模拟

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1、第19卷第6期中国公路学报Vol.19No.62006年11月ChinaJournalofHighwayandTransPortNov.2006文章编号:1001一7372(2006)06一0083一04公路隧道扩(缩)径风道局部损失数值模拟夏永旭‘，石平‘，2(1.长安大学公路学院，陕西西安71。。64;2.湖北省交通规划设计院，湖北武汉43。。51)摘要:应用有限元数值模拟方法，研究了公路隧道通风中不同几何形状缩径与扩径风道的阻力特性。研究结果表明:突扩风道的出口端与入口端风流速度比的取值不宜小于0.3;突缩风道的入口端与出口端风流速度比的取值不宜小于0

2、.35;渐扩风道的渐扩角宜小于300，当渐扩角不大于15。时，渐扩风道长度L不宜超过10m，当渐扩角等于300时，渐扩风道长度不宜超过3m;渐缩风道的渐缩角宜小于300，当渐缩角不大于15。时，渐缩风道长度不宜超过16m，当渐缩角等于300时，渐缩风道长度不宜超过3m。关键词:隧道工程;通风;数值模拟;缩径与扩径;损失系数中图分类号:U453.5文献标志码:ANumericalSimulationofLocaILossofExPandingorReducingDuctinHighwayTunnelXIAYong一xul，SHIPingl’2(1.School

3、ofHighway，Chang，anUniversity，Xi’an710064，Shaanxi，China;2.CommunicationsPlanningandDesignInstituteofHubeiProvince，Wuhan430051，Hubei，China)Abstract:Theresistancecharacterofvariousreducingandexpandingventi1ationductofdifferentgeometryshapeinhighwaytunnelventilationwasresearchedapplyin

4、gthefiniteelementnumericalsimulationmethod.Theresu1tshowsthattheventilationvelocityrateisnolessthan0.3inexpandingventilationductandnolessthano.35inreducingventilationduct.Theproperexpanding一ang1eofexpandingventilationductisnomorethan30O.Whentheexpanding一angleisnomorethan15。，theprop

5、ermaximumexpanding一lengthofventilationductisnomorethan10m.Whentheexpanding一angleisequalto30o，thepropermaximumexpanding一lengthofventilationductisnomorethan3m.Theproperreducing一angleofventilationductisnomorethan30“.Whenthereducing一angleisnomorethanls。，thepropermaximumreducing一lengtho

6、fventilationductisnomorethanl6m.Whenthereducing一angleisequalto3o“，thepropermaximumreducing一lengthofventilationductisnomorethan3m.Keywords:tunnelenglneerlllg;ventilation;numericalsimulation;reducingandexPandingduct;losscoefficient隧道主洞以及斜、竖井的连接段都是一些渐变的截0引言面[l一3〕。如何选取这些连接通道的渐扩(缩)段长度、在

7、公路隧道分段纵向通风系统中，送、排风道与渐扩(缩)角度，从而使得通风能耗最小，一直是隧道收稿日期:2006一01一10鑫金项目:交通部行业联合科技攻关项目(20o3353314o4)作者简介:夏永旭(1954一)，男，陕西武功人，教授，博士生导师，工学博士，E一mail:yongxuxia@126.com。中国公路学报2006年通风设计人员最为关心的问题之一。文献[4]中虽o0o然对此有所介绍，但对渐扩(缩)段的长度、渐扩(缩)丹叼的角度没有给出具体的范围，已给出的参数也缺项撅n6n喊︸︸较多，一7J。笔者采用有限元数值模拟方法医，J，分别水040嚓对连接通

8、道的缩径和扩径段通风流场进行三维数值模拟分析，研究不