地铁车站内列车火灾的三维数值模拟

发生火灾时为乘客营造安全的撤离路径是地铁车站环控系统的重要任务.针对地铁车站环境控制系统设计中常用的两种紧急通风模式,使用计算流体力学(CFD)的方法,采用重正化群(RNG)k-ε双方程紊流模型,对待建地铁车站内列车中部火灾进行了三维数值模拟,得到了站台上的温度场、气流速度场和烟气浓度的分布.通过分析和比较,认为在列车中部发生火灾时,仅依靠事故风机难以营造安全的疏散路径,提出了相应的改进措施.并对数值模拟方法在地铁车站环控系统设计中的应用进行了探讨,为地铁车站环控设计中紧急通风模式的选型提供了参考.     

地铁某岛式车站隧道火灾的模拟与分析研究

为分析上海地铁1号线某枢纽车站隧道火灾防排烟能力,分别对该站自然通风、开/关站台轨旁侧排烟风机(UPE)等机械排烟条件下,10 MW列车火灾时的车站烟气温度场、烟雾分布及浓度进行了数值模拟与分析研究。研究表明,火灾列车进入车站时必须及时开启车站排烟风机(SEF)、隧道事故风机(TVF)和轨旁侧排烟风机(UPE),方能使站台隧道内风速接近临界速度,基本消除站台隧道内烟气逆向扩散,同时烟雾限制在隧道局部且浓度较低,有利乘客疏散。目前该排烟机制下站台层部分楼梯口烟气温度仍偏高,风速未达到地铁设计规范要求,存在安全隐患,应当引起运营部门的重视。     

地铁站台公共区空调系统气流组织与热舒适性研究

地铁站台公共区空调系统的气流组织主要有两种方案:方案1为两侧各自提供送回风,方案2为一侧送风另一侧回风。利用数值模拟的方法,研究两种不同空调系统气流组织下站台公共区温度与热舒适度PMV(预测平均投票数)的分布特性。模拟结果表明:方案1中的站台平均温度和PMV值大于方案2,站台中部区域热量累积较明显。方案2由于气流能有效横穿整个站台区域,因此平均温度较低,能满足设计工况的要求,但靠近屏蔽门送风侧与回风侧的候车环境差别较大。     

北京某地铁车站通风排烟系统现场实测与最佳通风排烟模式研究

2005年11月对北京地铁1号和2号线某典型单层岛式车站通风排烟系统的风速以及站台区域的速度场进行现场实测调查.根据实测结果并结合数值模拟的方法,对车站内的气流流动现状进行分析与评估.并在此基础上,进一步分析车站发生火灾时,不同通风排烟模式下烟气的速度场、温度场和浓度场的分布规律,提出车站火灾发生时的最佳通风排烟模式,以期为现行的地铁通风排烟系统运行方式以及将来的地铁通风排烟系统设计提供参考.     

站台门型式对兰州地铁冬季热环境影响分析

研究目的:采用实测与一维数值模拟相结合的方法,在不同站台门型式和运行阶段下,对兰州地区冬季地铁热环境进行分析研究,结合当地气候特点,旨在找到合适的站台门型式和运行策略。研究结论:(1)地铁运行初期,安全门开式运行其车站温度优于安全门闭式运行,屏蔽门闭式运行车站和隧道温度略优于开式运行,屏蔽门开式运行隧道和车站温度略优于安全门开式运行;(2)地铁运行初期,室外温度过低(低于-10℃)时,建议采取闭式运行方式,但此时出入口需采取有效措施,减少活塞效应引起从出入口的进风量;(3)地铁长期运行后,安全门系统开式运行,车站温度优于闭式运行,屏蔽门闭式运行时车站和隧道温度略优于开式运行,安全门开式运行车站温度优于屏蔽门开式运行;(4)本研究结果可为兰州及相似地区站台门型式的选择以及不同站台门型式下初期、远期的冬季运行策略的制定提供依据或支撑。     

地铁运营初期关闭OTE/UPE风机运行的可行性探讨

对全线采用屏蔽门系统的西安地铁2号线某区间隧道及与之相连的站台隧道温度进行长期监测,并建立其全尺寸CFD动态仿真模型,参考实测值设定隧道壁面温度,对地铁线路运营初期和远期轨顶和轨底(OTE/UPE)排热风机开启及关闭4种工况下列车在其中行驶过程中隧道内的气流温、速度和压力场进行动态模拟。结果分析表明,地铁线路运营初期,即使不开启OTE/UPE风机,在炎热的夏季地铁隧道内也不会出现超温现象;而运营远期,若仍不开启OTE/UPE风机时,则隧道内温度较高;当区间隧道壁温升高到34℃,夏季站台隧道超温现象严重;当区间隧道壁温达到28℃,下游站台隧道有可能超温。运营初期采取不开启OTE/UPE风机的运行模式是可行的。     

可调通风型站台门系统在济南地铁中的适用性研究

根据济南地区的气象条件、地铁运行模式、客流量等特点,研究可调通风型站台门系统在济南地铁中的适用性.以地铁R1线地下车站为例,通过使用计算软件STESS对地下车站隧道内热环境进行模拟计算,并采用年值法对可调通风型站台门系统、集成闭式系统、站台门系统、安全门系统等4种系统的空调制式进行经济性分析.结果表明,济南地铁采用可调通风型站台门系统,可以满足设计规范中对区间隧道内空气温度的要求,并能降低系统运行能耗,节约运行费用,实现城市轨道交通的可持续发展.     

地铁车站内空调控制温度及系统运行模式

基于对广州地铁站内气流温度、速度的实测,计算相应的相对热指标(RWI),发现虽然能够按照《地铁设计规范》要求,实现从室外到站厅、站台厅温度的递减,但RWI值波动较大,导致乘客在行进过程中无法获得"暂时舒适"。因此,提出根据室外逐时温度,给定适当的相对热指标差值,确定地铁站内夏季空调各时刻运行控制温度,以满足乘客的过渡性舒适要求。根据室外逐时温度变化及客流量的波动,计算地铁站台厅内夏季典型日逐时负荷及逐时送风量,提出夏季风机分时段改变运转速度或运行台数的运行方案。探讨两种极限热损失率(HDR)所对应的冬季地铁车站内的控制温度,提出冬季站台厅温度的调节范围。     

基于通风空调系统分析的乌鲁木齐地铁站台门方案选择

对目前地铁工程中通常采用的全高不封闭站台门和封闭站台门以及封闭-非封闭转换式等三种站台门的优缺点进行了分析。以乌鲁木齐地铁某地下车站为例,基于气候特点等工程实际情况,对不同站台门方案,从其对应的通风空调系统设备初投资、长期运行能耗、解决区间隧道内的新风量需求、活塞风过站泄压问题等方面进行了综合比选,进而提出乌鲁木齐地铁站台门采用全高非封闭站台门的建议。     

大直径泥水平衡盾构下穿既有地铁结构预加固方案研究

为了保证北京地铁10号线和13号线换乘车站(知春路车站)在京张高铁清华园隧道下穿施工过程中的结构安全性和运营稳定性,采用数值模拟对3种预加固方案(水平旋喷桩、管幕和小导管注浆)下既有地铁车站结构的变形和受力进行分析。采取预加固措施后,地铁车站结构的变形和受力都得到了有效控制。结合数值模拟分析的结果,同时从地层适用性、加固效果、环境影响、施工工艺、工程造价、结构变形和受力等多方面对3种预加固方案进行对比分析。以既有地铁车站所处环境和重要性等级为基础,建议选择小导管注浆预加固方案,该方案既能保证下穿施工过程中既有地铁车站结构的安全,又能降低工程造价。     

莞惠城际铁路隧道通风系统性能研究

针对莞惠城际铁路松山湖隧道的通风初步设计方案,建立隧道通风系统的网络模型,并对该隧道通风系统进行一维数值模拟计算分析。研究了取消车站轨道排热系统的可行性,得出取消车站轨道排热系统前后隧道内热环境都能满足设计要求,轨道排热系统的取消不但可以缩短工程周期,还能节省初投资和风机运行能耗;针对正常运行时部分活塞风井内风速超过工程限制,从而影响系统安全的情况,提出采用在活塞风道内增加局部阻力的措施,可使最高风速降到工程允许的范围内,系统的安全性提高。     

高海拔特长山岭隧道施工通风技术

高海拔特长山岭隧道由于其特殊的环境条件,空气稀薄、气候寒冷恶劣,给施工通风技术提出了更高要求。本文依托阿坝藏族羌族自治州九寨沟县勿角乡境内山岭隧道工程,通过理论研究与现场施工相结合的技术手段,对高海拔特长山岭隧道通风技术进行探讨分析,主要得出以下研究成果:(1)通过对高海拔地区隧道通风方式进行对比论证,确定采用独头压入式通风方式;(2)通过对高海拔山岭隧道施工各项通风参数进行分析计算,制定出高海拔山岭隧道通风专项技术方案;(3)通过在施工现场对隧道爆破施工后的粉尘与风速进行监测,验证了通风专项技术方案通风效果。     

地铁出入段线防排烟系统 设计方案优化研究

对于地铁出入段线防排烟系统设计方案,常采用在靠近洞口处设置射流风机辅助排烟的方式,这种方案 中射流风机的配电成本远高于射流风机本身成本。采用 FDS 数值模拟方法,研究郑州地铁 10 号线出入段线隧道 5 种防排烟系统设计方案的隧道风速和排烟效果,并对各方案进行经济性分析。研究结果表明：作为非载客区间 的出入段线,其排烟风速低于 2 m/s 时仍可满足有组织排烟的要求;取消洞口处射流风机,仅采用出入段线所接 车站的 4 台 60 m3 /s 事故风机,仍可较好地控制该出入段线隧道火灾烟气,防止火灾烟气威胁车站的运营安全, 不影响地铁列车司机的安全撤离;条件允许时可以在出入段线靠近车站侧设置一组射流风机,用于加强排烟效果、 提高运营安全水平;同时,火源靠近车站时,靠近出入段线侧两台事故风机比其余事故风机晚启动 30 s,可以有 效改善车站隧道内烟气滞留的问题。     

隧道火灾中火区阻力的理论研究

根据热流体学和通风学理论,对火区阻力的计算方法及影响因素进行研究。首先在修正的热阻力概念基础上建立热阻力的表达式,然后推导绕流阻力与火灾规模和风速的关系式,最终建立比较严谨的火区阻力实用公式,并得到数值模拟的验证。该式表明:在简化的物理模型中火区阻力与火灾规模成线性关系,与风速存在二次曲线关系;在风速不影响热释放速率的条件下,火区附加通风阻力与风速成正比,但对货车引起的隧道火灾,附加通风阻力与风速近似存在二次曲线关系。研究成果为火灾通风网络解算和防排烟方案的制定提供参考。     

麦积山特长隧道施工配电、通风技术

随着我国公路和铁路建设的不断发展,长大隧道越来越多,施工难度也越来越大。作为隧道施工配电、通风系统,应根据隧道施工的难度和隧道实际情况采取合理的布设方案,为顺利施工创造良好环境。结合麦积山隧道施工实例,详细介绍了施工过程中通风和配电方面的措施。     

基于FlUent二次开发研究高速列车通过隧道时的瞬变压力

研究目的:针对采用通用CFD软件Fluent进行高速列车隧道空气动力学效应数值模拟中存在的问题,对 以Fluent为平台、利用VC 语言进行二次开发的一些关键性技术进行了研究。 研究方法:本文采用三维粘性、小等熵、可压缩、非定常流的Navier-Stokes方程,用有限体积法进行区域离 散,对高速列车通过隧道时隧道内和列车内外瞬变压力的变化进行了三维数值模拟。 研究结果:将隧道内瞬变压力的波动情况与列车的运行情况相结合,对此过程进行了详细的描述和解释。 研究结论:计算过程中,Fluent的命令流能灵活地实现CFD分析中的众多相关功能,为工程设计和研究提 供了有力的开发平台和分析工具。Fluent不仅具有完备的系统开放性,还可利用C语言编制自己的程序模块来 丰富其功能,在工程上有着非常广阔的应用前景。     

隧道掘进机选型智能决策支持系统的研究

为了使隧道掘进机选型决策理性化，避免单纯依靠设计者的经验进行选型，研究一种综合解决方案。采用人工智能技术与决策支持技术相结合的方法，总结归纳掘进机选型的规律，收集著名厂家的掘进机主参数，整理已成功开挖的隧道工程数据，形成辅助决策需要的知识库和数据库；分别提供基于数理统计的回归模型和理论分析的计算模型，进行掘进机主参数确定和技术经济性分析与比较；通过对掘进机施工工期和成本的预测，评估掘进机的效能。将选型决策的进程分为方案生成、方案评价和方案决策3个阶段，开发计算机辅助决策支持系统的原型，系统由智能选型方案生成、方案的模糊综合评价体系和模糊多属性决策模型3个模块构成，共同完成掘进机选型及主参数优化。该系统不仅可以对掘进机进行概念设计阶段的选型决策支持，还可以帮助设计人员为隧道施工选择合适的掘进机。     

活塞风对地铁车站站台滑动门风压的影响

基于有限体积法建立了地铁车站三维静态数值计算模型,对列车阻塞隧道时站台滑动门所受的活塞风压进行了计算研究;分别对单、双两种活塞通风条件下,不同活塞风速、阻塞比、滑动门位置对滑动门所受风压的变化规律进行了分析。结果表明,双活塞通风能够有效减弱活塞风对滑动门的风压;单活塞通风条件下,滑动门在最不利位置时,需克服的最大风压约为230 Pa。     

特长隧道通风方案及其优化

对长平高速公路虹梯关特长隧道压入式通风方案进行优化,介绍了巷道抽出式通风加局部压入式通风技术,工程实践证明通风效果良好,可为类似长大双洞隧道施工通风提供参考。     

壁板坡特长隧道施工通风的影响因素分析

特长隧道通风是目前隧道工程建设中的难点,为分析影响带平导特长隧道施工通风的主要因素及其规律,以沪昆客运专线壁板坡特长隧道为工程背景,分析隧道施工时的通风系统和洞内外空气质量的监测数据,并结合目前对隧道施工通风影响因素的研究成果,总结影响特长隧道施工通风洞内空气质量的主要因素及其特征,包括洞内外的温度差、通风方案、施工组织和掘进方法,以达到合理组织隧道施工与优化通风的目的,为类似特长隧道的施工通风及其优化提供参考依据。