城市隧道通風(fēng)排污慣性效應(yīng)及聯(lián)動(dòng)控制研究.pdf

1、新建城市地下道路不斷增加，為了與地面道路的充分銜接，其構(gòu)型一般較為復(fù)雜，且通風(fēng)排污需與周邊區(qū)域環(huán)，境空氣質(zhì)量控制相協(xié)調(diào)，很多隧道采用了分散排污的模式，如何實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)地、定點(diǎn)定量地排出隧道內(nèi)污染物及發(fā)揮通風(fēng)設(shè)備節(jié)能潛力成了亟待研究的課題。本文針對(duì)城市隧道通風(fēng)排污系統(tǒng)的通風(fēng)動(dòng)態(tài)特性、串并聯(lián)隧道系統(tǒng)的聯(lián)動(dòng)耦合效應(yīng)以及多排污指標(biāo)(濃度、排放量等)的定量?jī)?yōu)化控制模型等三個(gè)關(guān)鍵點(diǎn)開展研究：
　　 (1)理論推導(dǎo)了風(fēng)機(jī)調(diào)控所引起的縱向通風(fēng)隧道內(nèi)

2、流場(chǎng)的動(dòng)態(tài)響應(yīng)，揭示了其慣性效應(yīng)的本質(zhì)，即流動(dòng)動(dòng)力與阻力的再平衡過程，并進(jìn)行了實(shí)測(cè)驗(yàn)證和算例分析。對(duì)隧道長(zhǎng)度、水力直徑、隧道壁面阻力系數(shù)、交通流速等重要參數(shù)對(duì)流場(chǎng)的再穩(wěn)定過程的影響進(jìn)行了分析，定量地描述了系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)非線性以及參數(shù)耦合特性。
　　 (2)建立了分析帶匝道分段通風(fēng)城市隧道(串并聯(lián)系統(tǒng))內(nèi)流場(chǎng)變化的微分方程組，并通過數(shù)值積分求解。以某城市隧道工程為研究背景，重點(diǎn)討論了匝道并聯(lián)段風(fēng)機(jī)調(diào)控、串聯(lián)段內(nèi)中間排、補(bǔ)風(fēng)口風(fēng)量對(duì)各段

3、流場(chǎng)變化的影響，定量地揭示了并聯(lián)段的壓力平衡特性以及排、補(bǔ)風(fēng)量的影響符合能量守恒規(guī)律。同時(shí)，通過分析表明，各段流場(chǎng)主要受到其本身及相鄰段風(fēng)機(jī)開啟臺(tái)數(shù)的控制，其效應(yīng)表現(xiàn)出線性，且線性化參數(shù)受到交通擾動(dòng)的影響。
　　 (3)在上述分析結(jié)果基礎(chǔ)上，構(gòu)建了帶匝道隧道分段通風(fēng)隧道系統(tǒng)的多輸入多輸出(MIMO)流場(chǎng)模型。利用該模型設(shè)計(jì)了基于非線性規(guī)劃的污染物最優(yōu)控制方法，旨在滿足多個(gè)控制約束條件下使所需開啟的風(fēng)機(jī)總數(shù)最少。結(jié)合實(shí)體工程，進(jìn)行