地鐵車站通風與火災的CFD仿真模擬與實驗研究.pdf

1、隨著城市地鐵的大規(guī)模建設,地鐵車站環(huán)境和地鐵火災成為研究人員越來越關心的課題.建立良好的地鐵環(huán)境的目的不僅僅在于提供一個安全、舒適的乘車環(huán)境,而且對于節(jié)省能源,降低建設費用與運行費用都有實際的意義.正確的選擇模型方程,合理的劃分計算網(wǎng)格,對CFD數(shù)值模擬的結(jié)果有著重要的影響.該課題比較了現(xiàn)場測試結(jié)果與計算結(jié)果,分析了湍流模型的選擇對整個地鐵系統(tǒng)溫度場、氣流場的計算結(jié)果的影響,得到了雙方程計算準確性優(yōu)于零方程的結(jié)論.計算網(wǎng)格是由計算域內(nèi)不

2、連續(xù)的部分組成的,在每一個成分中,求解控制室內(nèi)流動和熱傳遞的方程.計算網(wǎng)格的劃分對計算結(jié)果、計算時間以及計算收斂都將會有很大的影響.求解的時間和精確度直接取決于網(wǎng)格的質(zhì)量,好的網(wǎng)格劃分將會節(jié)省計算時間以及提高計算的準確性,該文對不同網(wǎng)格的計算結(jié)果與實測值進行了分析比較,得到了較為優(yōu)化的網(wǎng)格劃分.現(xiàn)場測試的目的是獲取計算模擬所需要的邊界條件(溫度、速度等),驗證湍流模型用于模擬站臺通風的可行性.該文利用CFD方法模擬一個島式站臺冬季工況的

3、溫度場和氣流場,在實驗條件允許的情況下測得一些實驗數(shù)據(jù),將模擬結(jié)果與實驗結(jié)果進行對比驗證,證明了地鐵車站計算機模擬的可靠性,并從中采集并確定了某些邊界條件.并對列車進站過程進行了仿真模擬.不同城市的氣候條件、室外溫濕度差異很大,因此選用何種環(huán)控方案,應根據(jù)客觀條件、工程造價、運行效果等方面綜合分析.該文以南方的深圳,北方的天津和東北的沈陽為例,對這三個不同地區(qū)的夏季空調(diào)工況的氣流場和溫度場進行了模擬計算.對天津島式和側(cè)式車站的不同氣流組

4、織進行了方案優(yōu)化,對沈陽空調(diào)通風方案進行了比較,提出了適合于天津和沈陽地鐵車站的通風方式.通過CFD數(shù)值模擬對屏蔽門的經(jīng)濟性、軌底排風與頂部局部排風的作用進行了分析.該文針對地鐵火災發(fā)生的各種狀況如有屏蔽門和無屏蔽門的站臺、站廳及列車火災的各種情況的溫度場和氣流場進行了CFD仿真模擬,并分析了火災發(fā)生的位置及排煙量對地鐵車站氣流場和溫度場的影響.鹽水實驗模擬研究方法屬于小尺寸模擬試驗.該文針對站臺及列車著火兩種情況進行了鹽水實驗,實驗結(jié)