長(zhǎng)距離引水隧洞TBM施工通風(fēng)數(shù)值模擬.pdf

1、長(zhǎng)距離引水隧洞TBM施工通風(fēng)是多種氣體參數(shù)相互影響的復(fù)雜的三維粘性湍流運(yùn)動(dòng)過(guò)程，而傳統(tǒng)施工通風(fēng)設(shè)計(jì)計(jì)算主要通過(guò)隧洞通風(fēng)一維常規(guī)計(jì)算理論和施工設(shè)計(jì)人員的經(jīng)驗(yàn)來(lái)確定，傳統(tǒng)通風(fēng)方案的確定存在一定的經(jīng)驗(yàn)性。為此，有必要利用CFD對(duì)長(zhǎng)距離引水隧洞。IBM施工三維通風(fēng)進(jìn)行模擬，從而合理優(yōu)化施工通風(fēng)參數(shù)和資源配置，以期為隧洞通風(fēng)設(shè)計(jì)提供理論和參考。 本文建立了三維穩(wěn)態(tài)RNGK-ε通風(fēng)模型，ε方程中考慮了風(fēng)流流動(dòng)中的各向異性湍流和不平衡應(yīng)變率的

2、影響，對(duì)ε方程源項(xiàng)進(jìn)行了修正。利用壓力修正法中的SIMPLE算法對(duì)長(zhǎng)距離引水隧洞TBM施工通風(fēng)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解。 通過(guò)與黃儒欽等人的長(zhǎng)距離壓入式通風(fēng)模型實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證了數(shù)值模擬求解的可靠性。以新疆八十一大坂引水隧洞TBM施工為例，在考慮沿程風(fēng)管漏風(fēng)，局部阻力和沿程摩擦阻力的影響下，分別對(duì)5km、6.5kin、8km、9.5km、11km和12.5kin的長(zhǎng)距離引水隧洞TBM施工通風(fēng)進(jìn)行了三維動(dòng)態(tài)模擬。模擬結(jié)果表明:

3、 (1)工作面附近區(qū)域存在射流區(qū)、回流區(qū)和渦流區(qū)；在遠(yuǎn)離工作面的沿程區(qū)域內(nèi)，洞內(nèi)風(fēng)流呈現(xiàn)中間風(fēng)速大，周邊風(fēng)速小的分布；漏風(fēng)口附近，風(fēng)速較大，湍流動(dòng)能較大；洞內(nèi)風(fēng)速與漏風(fēng)口附近風(fēng)速相比較低，湍流動(dòng)能較小。 (2)當(dāng)風(fēng)管與隧洞之間的壓差高于一定值時(shí)，漏風(fēng)率基本保持不變；當(dāng)?shù)陀诖酥禃r(shí)，漏風(fēng)率隨壓差的增大而呈對(duì)數(shù)函數(shù)增長(zhǎng)。 (3)從風(fēng)管進(jìn)口到工作面，漏風(fēng)率沿程呈拋物線降低趨勢(shì)；漏風(fēng)量沿程近似呈線性降低趨勢(shì)。 (4)風(fēng)管