整条公路隧道通风与净化的三维数值模拟

现有的理论分析方法难以分析风速、污染物分布不均对隧道空气净化的影响,难以发现净化通风系统可能出现的问题。为准确地预测带有净化站的整条公路隧道内污染物的分布情况,建立考虑射流风机、车辆运动及净化站等因素的相互耦合作用的数值模型,对不同通风、净化和交通情况下隧道内的空气流动和污染物分布进行预测,并对模型进行验证。利用该模型对一采用旁通型净化站的实际公路隧道内的空气流动和污染物分布进行数值模拟。结果表明： 1）隧道内空气流动不是一维的,在旁通净化站处的主隧道中存在空气回流现象; 2）净化站的存在导致了局部通风量的下降,使净化段的主隧道污染物质量浓度突然升高,达到整条隧道的最大值; 3）在设计此类净化通风系统时,应该校核“与旁通风道平行的局部主隧道段末尾处”的污染物水平不高于相应的限值标准。     

隧道通风模拟仿真及节能评估体系的研究

以公路隧道环境及节能问题作为研究目标。首先对公路隧道通风系统的模拟仿真过程和节能评估体系进行了研究。以公路隧道内的CO污染物为控制参数，采用k-ε双方程紊流模型及组分传输方程组，采用UDF技术（User—Defined Function）对隧道通风系统的直接控制法和模糊控制法进行编写用户程序并进行模拟，模拟结果表明，与传统的直接控制法相比，模糊控制法不仅节能，且风机的寿命更长。研究成果能够用于隧道不同通风策略的优化设计及风机控制策略的节能评估。     

铁路隧道火灾事故及其规模研究综述

铁路隧道火灾规模是隧道火灾防治的关键问题。通过对国内外铁路隧道火灾事故及列车火灾规模大小的统计,分析了铁路隧道火灾事故发生的原因和产生的后果,提出了减少铁路隧道火灾事故的相关建议。总结了影响铁路隧道内列车火灾规模大小的因素,建议列车材质采用难燃材料、设计合理的防灾通风速度、尽可能减少列车门窗的开启数量等措施来降低隧道内列车火灾规模。在此基础上,结合我国铁路客车的特点及国外相关研究结果,建议在铁路隧道和隧道群火灾后果评估中,可采用15 MW的稳定热源作为参考。     

隧道交通噪声数值模拟及调查研究

隧道交通噪声主要来源于轮胎与路面接触噪声,建立隧道内交通噪声数值模拟模型,通过有限元计算,分析了隧道不同位置交通噪声的变化规律.数值模拟结果表明,隧道内不同位置的交通噪声大小差别较大,随着距隧道洞口的距离增大,噪声水平增加,隧道中部比隧道进出口处噪声高约8～10 dB,比隧道外高16～18 dB,隧道洞体对隧道内交通噪声影响较大.通过现场测试隧道交通噪声,结果表明隧道内交通噪声数值模拟结果与实测结果较为吻合,说明所采用的数值模拟模型是可靠的.     

台湾雪山特长公路隧道通风系统分析

本文通过空气动力学及污染物运动分析发展程序模拟台湾雪山隧道内的污染物浓度分布。车行上坡隧道塞车是雪山隧道的最大通风需求工况,雪山隧道通风设计最大的特点是将通风竖井和空气互换管道整合一体,故隧道塞车时的最大通风需求可由相邻隧道共同分担。通风竖井或空气互换处是隧道内空气最污浊的地方,通风设备运作使通风竖井或空气互换处的污染物浓度恰能符合安全标准即可;通风竖井较空气互换耗电但排污最有效,空气互换对平衡两隧道通风需求差都有优良效果,两者功能类似。本文模拟雪山隧道在数种不同交通流状况下的通风需求及隧道内的污染物分布。     

西秦岭隧道互补式通风数值仿真分析

为研究换气风量与换气通道位置对互补式通风隧道内污染物浓度的影响规律,建立隧道通风三维数值仿真计算模型,分析4种不同组合工况下换气风量和换气通道位置对污染物浓度的变化影响。结果表明:随着换气风量的增加,上坡隧道排风段污染物浓度减小,下坡隧道全段污染物浓度减小;随着换气通道与上坡隧道入口距离的增加,上坡隧道排风段污染物浓度增加,下坡隧道排风段污染物浓度减小。     

越江隧道多竖井分段纵向式通风计算方法的研究与应用

用一维不可压缩、非稳态管内流动模型描述公路隧道气流流动与浓度分布，并结合实际的越江隧道，对各种工况下隧道内空气流动状况和污染物浓度分布进行了模拟计算。     

隧道通风模拟仿真及节能评估体系的研究

以公路隧道环境及节能问题作为研究目标。首先对公路隧道通风系统的模拟仿真过程和节能评估体系进行了研究。以公路隧道内的CO污染物为控制参数,采用k-ε双方程紊流模型及组分传输方程组,采用UDF技术(User-Defined Function)对隧道通风系统的直接控制法和模糊控制法进行编写用户程序并进行模拟,模拟结果表明,与传统的直接控制法相比,模糊控制法不仅节能,且风机的寿命更长。研究成果能够用于隧道不同通风策略的优化设计及风机控制策略的节能评估。     

基于Abaqus生死单元功能的地应力平衡在隧道开挖中的应用

为探究Abaqus数值模拟隧道开挖地应力平衡过程，以某浅埋隧道为研究对象，采用Abaqus软件建立了隧道开挖支护二维模型，结合生死单元功能和自动地应力平衡法，对具有Tie约束的模型进行了地应力平衡，在此基础上，模拟出隧道地表沉降、拱顶沉降和净空收敛位移场，并将模拟结果与实测结果进行了对比。结果表明：地应力平衡效果好，此方法相较于ODB导入法的分步实施有明显优势，还实现了Tie约束与分析步的结合，且数值模拟结果与实测数据吻合良好，该方法可为类似模拟提供参考。     

运营隧道车道板承载力分析

针对上海市打浦路越江隧道的施工特点，提出用板单元模拟隧道衬砌、车道板和竖向支撑，用土弹簧模拟土与隧道的共同作用。根据建立的模型分析隧道车道板在不同汽车荷载作用下的力学行为，为评估运营状态下隧道车道板承载力提供参考。模型计算结果与现场测试结果比较吻合。     

基于交通风条件多点进出城市地下道路CO污染物浓度分布特性预测模型

多点进出城市地下道路结构形式复杂且位于城市人员密集区，机动车在行驶过程中排放的污染物(CO、NO_<i>x等)不仅将对隧道内驾驶人员的健康产生影响，同时还会给隧道洞口附近民众的居住环境及健康带来影响。为此，以机动车流排放污染物CO浓度分布规律为重点研究对象，依据质量守恒定律、并联风路理论，并结合上海和长沙4条隧道现场实测以及1∶8缩尺模型试验研究方法，开展了关于多点进出城市地下道路交通风以及机动车流排放污染物扩散特性的研究；基于研究结果，提出了交通风条件下多点进出城市地下道路机动车流排放污染物CO浓度分布特性预测模型构建方法，包括交通风速V_r、对流传质系数h_m和扩散特征系数K等关键参数的确定方法；长沙市营盘路湘江隧道实测结果验证了该模型的有效性，交通风以及污染物浓度预测模型计算值与实测值的误差评估值I_A分别为0.992和0.916。当已知隧道结构特征和交通特征时，利用该计算模型即可预测评估多点进出城市地下道路内沿机动车行驶方向各断面的平均交通风速、机动车流排放污染物CO平均浓度；同时可定量评价各分(合)流匝道对主隧道CO浓度分布特性的影响规律。研究结果可为多点进出城市地下道路科学选址及其通风系统优化设计与节能运行提供参考依据。     

纵向通风隧道内空气污染物浓度及通风量的计算

从大气扩散方程导出了计算纵向通风公路隧道内空气污染物浓度分布的计算公式和给定隧道内空气质量设计标准计算所需通风量的方法，并考虑了隧道洞口进风空气的污染物浓度和竖井送风景空气污染物浓度对计算机新风量的影响。通过某高速公路隧道内CO、HC和NOx浓度的实例计算实例计算表明：计算浓度值与实测浓度值非常接近，其线线性相关系数r^2在0.7926-0.8913之间。     

自然通风在城市道路隧道中的应用研究

为解决城市道路隧道的污染物排放问题,以昆明东外环中路隧道为例,介绍了自然通风在城市道路隧道通风系统中的应用。采用SES4.1模拟软件对有自然通风口时隧道运营通风进行了计算,并采用CFD模拟软件对洞口污染物扩散范围进行了研究。结果表明,在隧道顶部设自然通风口,采用分散排污方式,可减少隧道洞口污染物排放总量,降低洞口污染物扩散范围和通风系统运行费用。该应用成功解决了隧道洞口污染物集中排放对周边环境的影响,为今后类似工程的设计提供了新的思路。     

街道内尾气污染物浓度分布模拟试验研究

通过在ＮＪＵ环境风洞内进行街道内汽车尾气污染物浓度分布的模拟试验，提出了一个修正的平行风箱模式。具体应用实例表明，该模型比理论箱模式及尼科尔森箱模式更适合我国城市街道内尾气污染物浓度的分析计算。     

欧洲公路隧道营运安全技术及对我国公路隧道建设的启示

本通过对欧洲公路隧道营运安全思路的分析，结合欧洲现有公路隧道营运安全的调查以及对勃朗峰隧道和托恩隧道火灾事故的反思，提出了我国公路隧道尤其是特长公路隧道营运安全方面值得注意的问题。     

多匝道城市公路隧道通风孔布置研究

针对某多匝道城市公路隧道,利用SES通风模拟软件研究通风孔布置、通风孔个数等因素对隧道内污染物体积分数分布、通风孔排污效率等通风效果的影响。结果表明:1)隧道采用顶部开孔自然通风方式,可以有效减少隧道内及出口处污染物体积分数;2)在匝道分岔点上方集中布置通风孔能达到较好的通风效果,开孔个数较少可减少土建投资;3)隧道段过长污染物体积分数不能满足标准时,应在隧道段后部增设开孔。     

运营地铁内空气品质的计算模型及时空变化特性分析

采用室内污染物的多箱物理模型,建立地铁内空气污染物的平衡方程,并对其可靠性进行分析。结合地铁客流量随时间的变化规律,对站台和区间隧道内CO2浓度的变化特性进行分析和评价。结果表明:在地铁的正常运营时段,站台内污染物浓度比较稳定,且空气品质较好;而区间隧道内的污染物浓度随客流量变化而变化,且空气品质较差。增加新风通入量可整体提高区间隧道内空气的品质。     

基于事故树的水下隧道火灾概率风险分析

为研究水下隧道火灾失控造成人员伤亡的概率,以建筑火灾风险评估和安全工程理论为基础,采用事件树与事故树分析方法,以隧道火灾监控探测及火灾报警、火灾控制和人员疏散为关键因素建立相应的事故树模型,获得了水下隧道运营期间的火灾风险概率。以妈湾隧道为依托,通过调研建立事故树模型,采取公路隧道养护技术规范中的机电设施设备完好率计算出火灾事故风险概率,之后引入重要度分析方法。结合最小割集、重要度排序及火灾事故风险概率进行分析,结果表明,水下隧道发生火灾时重要影响因素有火灾报警系统、监控中心工作人员和防排烟机械设备。所得结论可为深圳妈湾隧道运营管理提供了指导。     

高速公路隧道火灾事故应急施救研究

高速公路隧道火灾事故频发且危害重大,文章结合高速公路隧道事故预防及应急施救实践,分析了隧道火灾的起因、特点,并提出高速公路隧道火灾事故的预防对策,以期指导隧道火灾救援,提高我国高速公路隧道行车安全性。     

隧道火灾时人员安全疏散的模拟研究

开发的隧道火灾时人员疏散计算机模型Tunev，可以计算隧道内不同位置发生火灾时，人员疏散所需的时间；与火灾数值模拟软件CFD—POENICS3．5相结合，可以计算危险来临时间；通过对2种时间的比较，判断人员疏散的安全性，论述了模型的有关概念，并对工程实例进行了疏散模拟，最后简述了Tunev模型的验证和应用。