细水雾与排烟系统共同作用下地铁车站火灾烟气蔓延规律

为研究岛式地铁车站内列车发生火灾时，站台细水雾与排烟系统对烟气蔓延的控制效果，依托西安地铁4号线岛式地铁车站，采用FDS软件建立1：1的数值仿真模型，选择大涡模拟，研究站内列车火灾规模为5 MW时，站台细水雾与排烟系统共同作用下，火灾烟气蔓延速度、能见度与温度场的分布特征，分析了细水雾与排烟系统对烟气蔓延特性的影响规律；并通过缩尺模型试验，验证了数值模拟方法研究细水雾控制地铁火灾烟气蔓延的可靠性。研究结果表明：车门间隔开启时，烟气先向列车两侧蔓延，150 s时扩散至整个车厢并向站台层蔓延，当开启站台细水雾时，烟气温度明显下降，且随着细水雾粒径的减小与流量的增大，烟层降温效果增强；当水雾粒径为100 μm，流量为8 L·min^-1时，距离站台中线3 m处断面平均温度为36.19℃，较未开启细水雾时温升降幅可达62.91%；同时细水雾使得烟层蔓延速度减小，在开启细水雾系统后200 s内2^#楼梯口平均空气质量流速下降39.72%；当开启排烟系统时，可使列车内温度场纵向分布最大值向火源下游移动，加快站台层及列车内对流换热效率，使细水雾的气相冷却作用得到加强，二者同时作用时降温阻烟效果最佳。     

基于流体力学相似理论的“互补式+排烟竖井”组合通风模型试验研究

为研究"互补式通风+排烟竖井"组合通风方式隧道内风速变化规律,采用物理试验研究手段,对初步拟定的隧道通风方案进行模拟研究。针对营尔岭隧道建立1∶10的通风物理模型,观察隧道模型各区段内气体的流动状态。研究结果表明:竖井采取排风状态,打开上行隧道竖井阀门,增大竖井风机频率时,上行隧道送风段及其短道段风速保持稳定,排风段风速减小;下行隧道送风段内竖井到隧道出口段风速减小,竖井到右线横通道段风速保持稳定,短道段和下行隧道排风段风速增大;打开下行隧道竖井阀门,增大竖井风机频率时,上行隧道内的风速均保持增大;下行隧道排风段风速有缓慢增加趋势,但总体上各个区段的风速基本保持稳定。     

隧道通风系统90°弯折处导流板设置研究

为了研究隧道通风系统的局部阻力损失,针对风道90°弯折处,利用计算流体力学软件Fluent建立1∶1的数值仿真模型,选择k-ε计算模型,研究不同r/D(r为风道内壁弯折处半径,D为风道宽度)与导流板数目n条件下,拱形断面风道90°弯折处风速场分布规律与局部阻力损失系数ζ_(90°);分析了90°弯折处的减阻措施的减阻效果,并采用物理模型试验,验证了采用数值仿真方法研究风道90°弯折处阻力特性的可靠性。研究结果表明:在风道弯折处内壁设置曲线,或在弯折处设置导流板,均可有效减小90°弯折处及其下游段的涡流区,使风速场分布更加均匀,减小因流体微团相互碰撞而引起的局部阻力损失,使得局部阻力损失系数ζ_(90°)减小;导流板占用90°弯折处有效流动空间,在实现其导流作用的同时也存在阻力作用,因此,当r/D较小时,ζ_(90°)随着导流板数目n的增加,呈先减小后增加的趋势;随着r/D增加,风流经过导流板时受到的阻力作用大于其导流作用,使得ζ_(90°)随着导流板数目n的增加而增加;风道90°弯折处数值模拟结果显示,当r/D分别为0.2与0.3时,使得ζ_(90°)最小的导流板数目n分别为2和1;当r/D分别为0.4,0.5,0.6时,未设置导流板时的ζ_(90°)最小。     

基于不同优化算法的隧道洞口段拱顶沉降SVR预测模型及其比较评价

准确预测隧道洞口段沉降变形是保障安全进洞的重点工作，如何解决输入层维度高的问题以及准确描述机器学习预测模型的性能意义重大。因此，将主成分分析法（PCA）、优化算法和支持向量回归机（SVR）相结合，提出6个基于PCA和优化算法的SVR组合预测模型。首先，通过PCA筛选影响拱顶沉降的主要因素；其次，采用遗传算法（GA）、粒子群算法（PSO）和灰狼算法（GWO），对SVR的惩罚因子和核参数进行寻优；最后，将组合预测模型应用到温州市石鼻头隧道，采用相关性系数（R）、均方根误差（RMSE）和平均绝对误差（MAE）对预测模型的性能进行比较评价，并构建模型查询表。结果表明：组合预测模型均有较高精度，R≥0.987 0,RMSE≤6.792 4 mm,MAE≤3.493 7 mm;PCA降维后，GA优化后的SVR预测模型的预测效率提高了65%,PSO和GWO优化后的SVR预测模型减少了输入层维度，但需要更大的k值，降低了预测效率，PCA-GWO-SVR模型尤为明显；PCA-PSO-SVR预测模型的鲁棒性更强。     

可控自燃光学发动机系统设计与开发

设计开发了可实现火花点火和可控自燃的光学发动机系统。在1台金属发动机上设计了带有光学窗口的加长活塞、加长缸套,实现了缸内光信号的可视化;设计了缸盖和缸体之间的带有激光出入射窗口的环垫,实现了可用激光激发缸内工质的光学通路。基于Intel 80c196KC单片机设计了光学发动机电控系统硬件电路和软件程序,配合安装在进排气门上的无凸轮全可变配气机构,可以灵活地控制进排气门定时,从而可在光学发动机内实现不同废气再循环策略下的可控自燃。试验表明,光学发动机系统运转良好,为在光学发动机上进行的光学测量提供了基础。     

特长海底公路隧道排烟孔数模分析及优化

针对某海底特长公路隧道火灾工况下重点排烟方案,运用CFD方法建立1∶1的三维数值仿真模型,模拟不同火灾工况下,不同排烟孔型式对应隧道内的风速、静压以及污染物浓度的分布,得到结论:2×1.5m×2m组合排烟孔附近区域静压变化梯度较小,风流分布较均匀,有利于将有毒气体控制在一定范围内排出,排烟效果较好;在排烟能力满足要求的情况下,仅开启风道一端排风机时,排烟孔风量分布沿隧道排风方向呈减小趋势,距事故位置最近的排烟孔风量最大,有利于控制有毒气体扩散范围.     

路侧交通标志设置数量及位置研究

高速公路和城市快速路通常将内侧车道设置为小车道,外侧车道设置为大车道,这将有可能导致内侧小车驾驶员视线被遮挡,无法及时获得路侧交通标志的信息采取相应的措施,从而引发交通事故。通过对驾驶员对路侧交通标志视认过程的分析,提出了计算单个路侧交通标志被遮挡概率的计算方法,并运用概率论的知识建立了求解连续多个路侧交通标志设置数量的数学模型和标志设置位置的计算公式,提出了路侧交通标志设置的具体步骤。通过计算示例证明理论模型及算法实用可行。     

路段人行横道交通设计方法研究

根据对我圆行人过街交通的分析，对适合我国混合交通情况下行人过街设施与设计理论进行了研究．通过对路段人行横道的位置、形式的确定方法以厦公交停靠站与人行横道的一体化设计等问题的分析，探索了行人过街交通与机动车交通的最佳组合，提出了改善混合交通通行秩序的措施，建立了适用人行横道设计的数学模型，并应用谊模型进行实例分析，结果表明谊模型有较好的应用价值．