地鐵車站通風(fēng)與火災(zāi)的CFD仿真模擬與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、隨著城市地鐵的大規(guī)模建設(shè),地鐵車站環(huán)境和地鐵火災(zāi)成為研究人員越來(lái)越關(guān)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(gè)安全、舒適的乘車環(huán)境,而且對(duì)于節(jié)省能源,降低建設(shè)費(fèi)用與運(yùn)行費(fèi)用都有實(shí)際的意義.正確的選擇模型方程,合理的劃分計(jì)算網(wǎng)格,對(duì)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(chǎng)測(cè)試結(jié)果與計(jì)算結(jié)果,分析了湍流模型的選擇對(duì)整個(gè)地鐵系統(tǒng)溫度場(chǎng)、氣流場(chǎng)的計(jì)算結(jié)果的影響,得到了雙方程計(jì)算準(zhǔn)確性優(yōu)于零方程的結(jié)論.計(jì)算網(wǎng)格是由計(jì)算域內(nèi)不

2、連續(xù)的部分組成的,在每一個(gè)成分中,求解控制室內(nèi)流動(dòng)和熱傳遞的方程.計(jì)算網(wǎng)格的劃分對(duì)計(jì)算結(jié)果、計(jì)算時(shí)間以及計(jì)算收斂都將會(huì)有很大的影響.求解的時(shí)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(huì)節(jié)省計(jì)算時(shí)間以及提高計(jì)算的準(zhǔn)確性,該文對(duì)不同網(wǎng)格的計(jì)算結(jié)果與實(shí)測(cè)值進(jìn)行了分析比較,得到了較為優(yōu)化的網(wǎng)格劃分.現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的目的是獲取計(jì)算模擬所需要的邊界條件(溫度、速度等),驗(yàn)證湍流模型用于模擬站臺(tái)通風(fēng)的可行性.該文利用CFD方法模擬一個(gè)島式站臺(tái)冬季工況的

3、溫度場(chǎng)和氣流場(chǎng),在實(shí)驗(yàn)條件允許的情況下測(cè)得一些實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),將模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行對(duì)比驗(yàn)證,證明了地鐵車站計(jì)算機(jī)模擬的可靠性,并從中采集并確定了某些邊界條件.并對(duì)列車進(jìn)站過(guò)程進(jìn)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(yīng)根據(jù)客觀條件、工程造價(jià)、運(yùn)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(yáng)為例,對(duì)這三個(gè)不同地區(qū)的夏季空調(diào)工況的氣流場(chǎng)和溫度場(chǎng)進(jìn)行了模擬計(jì)算.對(duì)天津島式和側(cè)式車站的不同氣流組

4、織進(jìn)行了方案優(yōu)化,對(duì)沈陽(yáng)空調(diào)通風(fēng)方案進(jìn)行了比較,提出了適合于天津和沈陽(yáng)地鐵車站的通風(fēng)方式.通過(guò)CFD數(shù)值模擬對(duì)屏蔽門的經(jīng)濟(jì)性、軌底排風(fēng)與頂部局部排風(fēng)的作用進(jìn)行了分析.該文針對(duì)地鐵火災(zāi)發(fā)生的各種狀況如有屏蔽門和無(wú)屏蔽門的站臺(tái)、站廳及列車火災(zāi)的各種情況的溫度場(chǎng)和氣流場(chǎng)進(jìn)行了CFD仿真模擬,并分析了火災(zāi)發(fā)生的位置及排煙量對(duì)地鐵車站氣流場(chǎng)和溫度場(chǎng)的影響.鹽水實(shí)驗(yàn)?zāi)M研究方法屬于小尺寸模擬試驗(yàn).該文針對(duì)站臺(tái)及列車著火兩種情況進(jìn)行了鹽水實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)結(jié)