單線鐵路隧道內(nèi)熱濕環(huán)境模擬.pdf

1、高速鐵路是現(xiàn)代化鐵路的重要標(biāo)志。由于列車散熱使得鐵路隧道內(nèi)空氣溫度升高,高速度、高密度列車運(yùn)行會引起鐵路隧道內(nèi)熱濕環(huán)境的進(jìn)一步惡化,特別是對于特長鐵路隧道,由于熱量累積會使得隧道內(nèi)空氣溫度較高。隧道熱濕環(huán)境的惡化對列車安全運(yùn)行及設(shè)備的可靠性帶來一定的影響,隧道內(nèi)熱濕環(huán)境的模擬研究對鐵路發(fā)展具有重要意義。
　　 本文為博士點(diǎn)基金項(xiàng)目《特長高速鐵路隧道空氣熱濕環(huán)境模擬與控制方法》的研究內(nèi)容,重點(diǎn)考慮了隧道圍巖滲流和外界氣溫、豎井等因

2、素對隧道內(nèi)空氣溫度的影響,建立和完善了單線鐵路隧道內(nèi)空氣溫度的非穩(wěn)態(tài)模擬計(jì)算物理模型和數(shù)學(xué)模型,研究了數(shù)值計(jì)算方法。采用網(wǎng)絡(luò)法對多豎井隧道內(nèi)空氣流速進(jìn)行求解,采用有限體積法對熱濕控制方程進(jìn)行離散,用Matlab工具編寫隧道內(nèi)空氣溫度模擬計(jì)算程序,對列車經(jīng)過隧道時(shí)隧道內(nèi)空氣流速和熱濕環(huán)境進(jìn)行模擬計(jì)算。
　　 分別在不同的滲流作用系數(shù)時(shí)對單線鐵路隧道內(nèi)空氣溫度進(jìn)行模擬計(jì)算,分析滲流對隧道內(nèi)空氣溫度和圍巖溫度的影響,研究表明,滲流對于

3、鐵路隧道內(nèi)空氣溫度具有較大的影響,在隧道內(nèi)熱濕環(huán)境模擬中模擬計(jì)算中不能忽略滲流的影響。外界溫度恒定時(shí),滲流對隧道內(nèi)空氣溫度的影響作用取決于隧道內(nèi)空氣溫度和壁面溫度的大小,滲流對隧道圍巖溫度場的作用為減緩圍巖溫度偏離圍巖初始溫度場的變化趨勢。對于夏季最熱月隧道內(nèi)空氣溫度預(yù)測采用了三種計(jì)算溫度:①建筑物通風(fēng)計(jì)算溫度；②近20年最熱月月平均溫度的平均值；③逐時(shí)典型氣象參數(shù)。對隧道內(nèi)空氣溫度進(jìn)行模擬,分析夏季最熱月不同計(jì)算溫度下隧道內(nèi)空氣溫度分

4、布規(guī)律；采用夏季近20年最熱月平均溫度的平均值作為外界計(jì)算溫度時(shí),隧道內(nèi)空氣溫度的最大值與逐時(shí)計(jì)算時(shí)隧道出口溫度比較吻合,可以較為準(zhǔn)確的預(yù)測出隧道內(nèi)空氣溫度的最高值。采用全年逐時(shí)典型氣象參數(shù)對隧道內(nèi)空氣溫度進(jìn)行全年工況模擬,分析全年隧道內(nèi)空氣溫度及圍巖溫度變化規(guī)律。此外,對于多豎井隧道內(nèi)空氣溫度分布規(guī)律進(jìn)行了分析,分別研究不同外界氣溫、列車速度、豎井位置等因素下多豎井隧道內(nèi)空氣溫度變化規(guī)律,得出了一些結(jié)論。
　　 通過關(guān)于隧道內(nèi)