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基于典型壁面粗糙模型的隧道施工通风效果CFD分析
  • ISSN号:1001-4632
  • 期刊名称:《中国铁道科学》
  • 时间:0
  • 分类:U453.5[建筑科学—桥梁与隧道工程;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室,四川成都610031
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(51508477); 教育部创新团队发展计划资助项目(IRT0955); 中央高校基本科研业务费专项资金资助项目(SWJTU 2682014BR052)
中文摘要:

依托贵广高速铁路斗篷山隧道的施工通风工程,采用计算流体动力学(CFD)软件,结合现场实测数据,研究隧道壁面粗糙条件对风流场的影响;基于典型壁面粗糙模型对隧道粗糙度的评定方法、取值进行深入分析。结果表明:正弦型粗糙模型的壁面条件相比方形、三角形和混合型的更为光滑,因此该模型对风流场起到的阻碍作用相对较小,近壁区域没有产生涡流现象;随着壁面粗糙模型高度的增大、粗糙间距的减小,其对风流场的阻碍作用越大;以隧道实际开挖轮廓上的点与基准线之间距离绝对值的算术平均值定义隧道壁面平均粗糙高度,并建立粗糙常数与粗糙单元形状及间距的对应关系;以典型壁面粗糙模型的最大粗糙高度不大于实际开挖轮廓的最大粗糙高度、以原模型面积减去典型壁面粗糙模型面积的绝对值除以原模型面积所得值最小为最优,提出了壁面粗糙常数的计算公式。

英文摘要:

Relying on the ventilation engineering in the construction of Doupengshan tunnel of Gui-Guang high speed railway,the influence of wall roughness conditions on the airflow field of tunnel was studied by using computational fluid dynamics(CFD)software and field measured data.Deep analysis was conducted on the evaluation method and value of tunnel roughness based on typical wall roughness model.Results show that the wall condition of sinusoidal roughness model is smoother compared with the square,triangle and mixed models.Therefore,the hindering effect of sinusoidal model on airflow field is relatively small,and there is no eddy current occurred near rough wall.With the increase in the height of wall roughness model and the decrease of roughness spacing,the hindering effect of wall condition on airflow field becomes greater.The average roughness height on wall surface in tunnel is firstly defined by the arithmetic mean of the absolute value of distance between the point on actual excavation profile and the baseline of tunnel.The corresponding relationship between the roughness constant and the shape and spacing of rough element is established.The formula for calculating the roughness constant of wall surface is proposed based on the optimal values that the maximum roughness height of typical wall roughness model is no more than the maximum roughness height of the actual excavation profile and the result of original model area minus typical model area(absolute value)divided by original model area is minimum.

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期刊信息
  • 《中国铁道科学》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国铁路总公司
  • 主办单位:铁道科学研究院
  • 主编:阳建鸣
  • 地址:北京海淀区大柳树路2号
  • 邮编:100081
  • 邮箱:zgtdkx@rails.cn
  • 电话:010-51849013 5849003
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-4632
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2480/U
  • 邮发代号:82-776
  • 获奖情况:
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:15268