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(huì)引起鐵路隧道內(nèi)熱濕環(huán)境的進(jìn)一步惡化,特別是對(duì)于特長(zhǎng)鐵路隧道,由于熱量累積會(huì)使得隧道內(nèi)空氣溫度較高。隧道熱濕環(huán)境的惡化對(duì)列車安全運(yùn)行及設(shè)備的可靠性帶來(lái)一定的影響,隧道內(nèi)熱濕環(huán)境的模擬研究對(duì)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(zhǎng)高速鐵路隧道空氣熱濕環(huán)境模擬與控制方法》的研究?jī)?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(duì)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(duì)多豎井隧道內(nèi)空氣流速進(jìn)行求解,采用有限體積法對(duì)熱濕控制方程進(jìn)行離散,用Matlab工具編寫(xiě)隧道內(nèi)空氣溫度模擬計(jì)算程序,對(duì)列車經(jīng)過(guò)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(duì)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(duì)隧道內(nèi)空氣溫度和圍巖溫度的影響,研究表明,滲流對(duì)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(duì)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(duì)隧道圍巖溫度場(chǎng)的作用為減緩圍巖溫度偏離圍巖初始溫度場(chǎng)的變化趨勢(shì)。對(duì)于夏季最熱月隧道內(nèi)空氣溫度預(yù)測(cè)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(duì)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(cè)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(duì)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(duì)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(guò)關(guān)于隧道內(nèi)