风阀对地铁隧道压力的影响研究

随着地铁列车速度的提高,列车运行引起的空气动力学效应对站台屏蔽门、各类风井内风道等的安全影响越来越大。针对广州地铁多条线路,采用现场试验方法,对地铁风道不同位置的壁面压力进行了现场测试,得到了地铁车站站端及区间中间风井不同风阀前后测点的动态压力变化,并通过对比分析,研究了风阀对地铁风道内压力幅值的影响。现场测试结果表明:当列车速度为80km/h时,每道风阀的阻力作用会将风道内最大正压降低10～40Pa,最大负压降低10～60Pa;联通风阀开启会将轨行区和活塞风道内的最大正压降低10～30Pa,最大负压降低30～40Pa。     

地铁区间隧道风速监测点选取分析研究

为了确定地铁区间隧道内的平均风速,合理布置风速监测点是准确监测断面平均风速的关键。针对圆形地铁区间隧道,对隧道内活塞风速大小和断面上风速分布进行了数值研究,研究结果表明区间隧道内的活塞风速大小为2m/s~10m/s;通过将监测点布置在平均风速点处直接测得隧道平均风速的方法是不可行的,而通过修正监测点风速得到隧道内的平均风速的监测方法是可行的,并给出了隧道断面上不同监测点处风速与断面平均风速的计算公式v=K;隧道内监测点风速与隧道平均风速呈线性关系,且监测点离隧道中心越近,线性关系的相关性越高。     

地铁水平活塞风阀速度场特性实测研究

通过对不同工况下车站两端水平活塞风阀速度场的实测研究,得到进站端和出站端水平活塞风阀风速值分别呈现3个和2个典型变化阶段,定量分析了各阶段风速持续时间和换气体积特点.对比分析得到出站端水平活塞风阀的风速持续时间和速度特征值均高于进站端水平活塞风阀,双风井同时开启工况风阀处换气体积最大,区间通风效果最佳,其次为单独开启出站端活塞风井的工况.     

地铁水平活塞风阀速度场特性实测研究

通过对不同工况下车站两端水平活塞风阀速度场的实测研究,得到进站端和出站端水平活塞风阀风速值分别呈现3个和2个典型变化阶段,定量分析了各阶段风速持续时间和换气体积特点。对比分析得到出站端水平活塞风阀的风速持续时间和速度特征值均高于进站端水平活塞风阀,双风井同时开启工况风阀处换气体积最大,区间通风效果最佳,其次为单独开启出站端活塞风井的工况。     

联络线对地铁通风与热环境的影响

建立了西安地铁两条运营线路的SES模型,对联络线连通前、后隧道风量、活塞风井风量以及隧道空气温度的变化进行了计算分析,结果表明:隧道风量最多变化了57.75m~3/s;风量变化最大的活塞风井排风量增加了33.59m~3/s,进风量减少了22.61m~3/s;隧道空气温度最多上升了0.67℃。以上变化最大值均出现在联络线前后两个车站范围以内。     

市域铁路列车高速越行时入口段隧道和车站屏蔽门压力变化研究

以市域铁路嘉闵线入口段隧道和迎宾三路站为例,研究有无列车停靠车站时,列车从隧道入口以160km/h速度突入隧道并越行通过车站时区间隧道和屏蔽门的压力变化。研究结果表明：无列车停站时,列车突入隧道入口段U型槽产生的初始压缩波传播到入口段隧道,引起的最大正压可达1215Pa;由于车站左端活塞风井的泄压作用,初始压缩波传到屏蔽门上最大正压仅440Pa;而列车通过右端活塞风井产生的压缩波传播到车站后的区间隧道时,最大正压可达1450Pa。有列车停站时,车站前后区间隧道内压力波幅值几乎无变化,但屏蔽门上压力略有上升,压力波幅值增加在10%内。     

活塞效应对地铁热环境流动特性的影响

本文拟从活塞风的形成机理、活塞效应对于地铁隧道内空气流动特性进行分析,并结合Fluent流体力学仿真分析软件,以天津某地铁工程为研究实例,进一步理解活塞风对于地铁系统内空气流动特性的影响规律。通过合理控制活塞风井的设置方式,地铁活塞效应对地铁车站热环境起到了积极有效的作用。     

行车对数和位置对活塞风井通风特性的影响

采用数值模拟的方法对设双活塞风井的屏蔽门地铁系统的风井通风特性进行了研究,以活塞风井的风量和通风效率作为活塞风井通风特性的评价指标,主要分析了行车对数和风井与车站的距离对于活塞风井通风特性的影响,研究结果对于地铁环控系统设计具有参考意义。     

隧道内列车活塞风效应数值模拟分析

随着长及特长单线铁路隧道的大量修建,利用列车活塞风改善隧道内空气质量,降低隧道通风能耗已成为可能。采用数值模拟方法以英国Patchway隧道作为物理模型,利用Flunet17.0软件建立相应动网格模型。模拟计算获得的活塞风速平均值与实测值吻合度较好,表明该模拟方法准确性较高。在此基础上,改变行车速度,对隧道内列车活塞风效应做系列模拟计算。研究结果表明:以patchway隧道和列车数据为基本参数,列车行车速度每增加5m/s,平均活塞风速约以19.48%递增,平均增压约以50%左右递增,表明列车行车车速与活塞风速、风压存在正相关关系。该研究可为工程上列车活塞风效应估算提供借鉴。     

地铁隧道通风竖井突发污染物扩散研究

本文以带竖井地铁隧道为研究对象,研究列车运行过程中,以面源的形式在风井口持续性释放污染物后,污染物在向隧道内迁移的扩散规律,以及污染物扩散的影响因素问题。本文运用数值模拟的方法,通过用动态网格技术和离散相模型相结合的方式,选取列车运行速度、通风竖井数量及颗粒物的粒径为变量,探究这三个因素对于通风竖井突发污染物的扩散影响。研究发现:隧道内污染物浓度沿列车行驶方向逐渐降低,污染物浓度出现垂直分层状况;风井数量越多颗粒物进入区间隧道的时间越早;亚细微颗粒物(粒径小于10μm)具有良好的跟随性;粒径越大颗粒物受重力作用越明显,颗粒的沉积量就越大。     

地铁列车活塞效应对车站排热风量的影响

为排除列车与铁轨的部分摩擦热和列车空调冷凝热,从而保证隧道内部空气温度和隧道土壤温度维持在正常水平,在地铁车站中往往装有排热装置和活塞风井有效进行通风换气。受隧道壁的限制作用,列车运动会产生活塞效应,活塞效应引起的隧道内部空气速度场和压力场的变化对车站机械排风和自然排风影响很大。本文以某车站为研究对象,运用CFD动网格技术,模拟列车减速进站-靠站-加速离站三个连续工况,分析列车活塞效应对活塞风井通风量和车站机械排风的影响,希望对地铁隧道排热系统的设计提供理论依据。     

射流风机对地铁隧道人员疏散影响的数值分析

为满足昆明市地铁6号线由大板桥至综合交通枢纽站3号隧道内射流风机设置于人员安全疏散的设计要求。利用CFDFluent软件建立一个三维区间隧道计算模型,模拟了无阻塞和列车阻塞两种工况下射流风机出流对区间隧道内空气流场分布的影响。结果表明,无阻塞工况下射流风机稳定运行时,疏散走道处所形成风速均低于4m/s;列车阻塞工况下,当停留列车距离射流风机出风口越远,容易在列车与隔墙之间的疏散走道处形成局部高速风,但人员所接受风速均低于6m/s。通过Fluent计算程序的建立,可以方便地将研究结论转化成简单易用的设计资料,为今后设计提供参考。     

终南山公路隧道非机械式通风效果研究

秦岭终南山特长公路隧道规模庞大,通风系统复杂,为了合理确定通风配置,节约通风费用,评估自然风和交通活塞风等非机械式通风方式的通风效果就显得非常重要。课题组现场监测了终南山特长公路隧道内的自然风速、交通量及自然风压和交通风压共同作用下的风速,收集了大量数据。通过对监测数据的处理、分析得出,较大自然风速出现在10∶00—14∶00这个时间段,最大自然风速达到2.576 m/s;隧道东、西线交通量出现高峰期的时间段基本恒定;隧道东线内自然风压和交通风压共同作用下的风速较大的时间段基本上与交通量高峰期时间段相吻合,而西线这两个时间段吻合性较差,洞内风速变化相对平缓。考虑洞口外风向频率、风向、洞口实测温度等参数的自然风速计算方法计算值与实测自然风速较接近。隧道内自然风压和交通风压联合作用下的风速计算值虽小于现场实测值,但较接近实测值。     

地铁区间隧道速度场温度场特性研究

综合运用缩尺模型试验、现场监测和SES数值模拟三种研究方法,分析研究地铁区间隧道速度场和温度场的特性。分析模型试验数据得到区间最大风速表达式和区间断面最大风速的滞后性。结合模型试验与数值模拟,研究得到列车匀速运行时,区间隧道风速基本不变;而列车变速运行时,区间各断面平均风速与时间成二次函数关系。通过现场监测和数值模拟等方法,分析得到地铁区间隧道温度场全天随时间变化可分为六个典型阶段;当车尾经过区间内某测点时,其温度最高。通过理论分析,建立了区间气温与壁温相互影响的数学模型,分析了不同季节区间气温和壁温的比较结果。     

坡度与活塞风对地铁长区间隧道火灾点式排烟的影响

采用数值模拟方法对点式排烟模式下地铁长区间隧道火灾烟气流动进行了计算分析,研究了坡度与活塞风对排烟效率与烟气温度分布的影响。结果表明:烟气不仅受排烟风口的抽吸作用,同时坡度与活塞风影响隧道内烟气流动,点式排烟模式下坡度与活塞风对排烟效率与烟气温度分布的影响不能忽略。     

坡度对地铁区间隧道火灾烟气流动影响的数值模拟

为探讨坡度对地铁区间隧道火灾烟气流动特性的影响,论文在综合分析国内外地铁区间隧道火灾研究的基础上,采用数值模拟软件FDS分别研究了自然通风条件下无坡度、1％坡度、2％坡度、3％坡度对区间隧道内烟气的流动特点、临界风速的影响.结果表明:坡度对地铁区间隧道火灾烟气的流动及临界风速有一定的影响.上坡隧道的临界风速相对于无坡度隧道的临界风速有所减小,且临界风速随着隧道坡度的增大而减小.下坡隧道的临界风速相对于无坡度隧道的临界风速有所增加,且临界风速随着隧道坡度的增大而增大.     

城市轨道交通活塞风井设计研究综述

城市轨道交通作为一种“绿色交通”现正在全国范围内大力兴建。列车在运行过程中形成的活塞风将对车站和区间隧道的流场、温度场和浓度场等造成一定的影响。在屏蔽门系统中如何充分发挥活塞风“自然通风”的功效,同时降低其对车站环控系统的不利影响是广大地铁研究者普遍关心的问题。对活塞风的形成机理及其影响、不同活塞风井形式设计方案的研究现状进行了综述,分析了现有研究中的不足,并给出了后续研究的建议。     

住宅小区内部地铁活塞风井噪声控制技术研究

地铁隧道活塞风井向外排风的同时,产生较强的噪声,特别是活塞风井置于住宅小区内部时,噪声对周围敏感建筑的影响更大,现场实测噪声超过了国家标准。为了有效控制活塞风井噪声对周围环境的影响,结合地铁已有消声降噪措施降噪量不足的情况,基于声学仿真软件Comsol和Cadna/A对活塞风井消声降噪技术措施进行理论研究,以寻求更优化的降噪技术来解决噪声问题。通过实测和模拟,采用合理设计消声器以后,住宅小区内部敏感建筑的噪声达到标准。文中的研究结果为此类噪声控制工程提供了技术支撑和参考。     

锯齿降噪结构在风力发电机组叶片上的应用

基于IEC61400-11风力发电机组噪声测试标准,应用NI硬件和LabView软件搭建噪声测试系统,对某3.0 MW风力发电机组叶片加装锯齿降噪结构前后的噪声辐射值进行现场测试,通过对比4 m/s～8 m/s风速区间的测点噪声值和1/3倍频程频谱数据,研究锯齿结构在大型风力发电机组叶片上的应用效果。研究结果表明,在叶片上安装锯齿降噪结构可显著降低机组在5 m/s～6 m/s风速区间运行时的噪声,对高风速区间内的低频段噪声也有明显降噪效果。     

建筑基坑近接施工对地铁盾构区间隧道影响分析

以苏州某建筑基坑与既有地铁盾构区间隧道近接施工项目为背景,利用有限元方法,分析了建筑基坑开挖对既有地铁区间隧道的受力和变形的影响。结果表明:建筑基坑施工过程中隧道发生变形,整个开挖过程中隧道水平位移最大值为4.4mm,隧道竖向位移最大值为2.1mm;基坑开挖过程中地铁区间隧道外侧最大弯矩为60.7k N·m,发生在开挖3#基坑至坑底阶段;上部建筑施工完成后地铁区间隧道变形减小,水平最大位移减小至3.1mm,竖向最大位移减小至1.4mm。