市域铁路地下长隧道热环境模拟及排热形式研究

发布时间：2017-10-22 20:16

  本文关键词：市域铁路地下长隧道热环境模拟及排热形式研究

  更多相关文章： 市域铁路 活塞风 隧道热环境 轨顶排热 轨底排热

【摘要】：随着城市规模的扩大,居民的出行空间进一步扩大,加大了中长距离的出行需要,此时仅利用地铁已经满足不了快速增长的交通客流需求。市域铁路作为一种解决居民中远距定期出行的交通模式,承担着中短途城际客流的运输,它除了具有城市轨道交通的普遍特点之外,还具有一些独特的特点,包括行车速度较高,站间距较长,地下车站数目比地铁要少等,这些线路运行特点将导致市域铁路隧道的通风特性与地铁存在差别,因此存在进一步研究的必要。本文研究以温州S1线为工程依托,针对市域铁路隧道的通风问题进行探讨。首先建立了相应的一维线路模型,应用地铁环控模拟软件SES对不同运营时期下隧道内的热环境进行了研究,进一步分析了行车对数、列车速度和客流量对隧道热环境的影响规律,初步探讨了轨道排热系统的取消可行性,并针对列车在线路不同位置下的阻塞工况进行了分析,给出了线路各阻塞工况下的通风方式和风机风量推荐值。为了更全面、准确的反映市域铁路隧道中近场分布特征,本文采用FLUENT建立了包含双站台的长隧道三维模型,并采用动网格的计算方法,在常规的有轨顶和轨底排热风口的通风设置下,对列车运动过程中的流场、温度场的近场分布特点进行了详细研究,分析了活塞风的变化规律和对车站轨行区热环境的影响,为实际工程中的活塞风利用和对通风设备进行节能优化提供了一定依据。本文还探讨了不同通风设置下长隧道中轨行区的通风热环境情况,获得了取消轨顶和轨底风口、只设置轨顶排热风口、只设置轨底排热风口三种工况下的车站轨行区温度场分布,研究结果说明,在只设置轨顶排热风口时,车站轨行区内温度场可以满足通风要求,而其他两种工况将造成车站轨行区温度过高。综合考虑工程投资和施工难度,建议在工程施工中采取只设置轨顶排热风口的排热设置形式。
【关键词】：市域铁路 活塞风 隧道热环境 轨顶排热 轨底排热
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U453.5
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 国内外研究现状12-15
• 1.2.1 国外研究现状12-13
• 1.2.2 国内研究现状13-15
• 1.3 研究意义15-16
• 1.4 研究内容及方法16-17
• 1.4.1 研究内容16
• 1.4.2 研究方法16-17
• 第2章 数学模型与数值计算理论17-26
• 2.1 三维数值计算理论17-22
• 2.1.1 基本控制方程17-18
• 2.1.2 湍流模型的选择18-20
• 2.1.3 控制方法的离散20
• 2.1.4 边界条件的设定20
• 2.1.5 CFD动网格技术20-22
• 2.2 一维数值计算理论22-25
• 2.2.1 一维隧道通风理论22
• 2.2.2 数学模型的建立22-23
• 2.2.3 非恒定流计算方法23-25
• 2.3 本章小结25-26
• 第3章 市域铁路隧道通风特性研究26-46
• 3.1 工程介绍26
• 3.2 计算参数的确定26-29
• 3.2.1 线路节点图26-27
• 3.2.2 计算条件选取27-29
• 3.3 正常运营工况热环境模拟分析29-31
• 3.3.1 隧道温度分布分析29-30
• 3.3.2 隧道换气效果分析30-31
• 3.4 隧道热环境影响因素分析31-36
• 3.4.1 行车对数的影响31-33
• 3.4.2 列车速度的影响33-35
• 3.4.3 客流量的影响35-36
• 3.5 有无轨道排热系统热环境对比36-39
• 3.5.1 温度分布对比37-38
• 3.5.2 换气效果对比38-39
• 3.6 阻塞工况通风模拟分析39-44
• 3.6.1 阻塞发生在入口隧道段39-41
• 3.6.2 阻塞发生在站间隧道段41-42
• 3.6.3 阻塞发生在出口隧道段42-44
• 3.7 本章小结44-46
• 第4章 市域铁路长隧道热环境近场研究46-64
• 4.1 计算模型的建立46-49
• 4.1.1 模型的简化46
• 4.1.2 模型基本数据46-47
• 4.1.3 网格的划分47-48
• 4.1.4 边界条件设置48-49
• 4.1.5 列车运行规律的描述49
• 4.2 隧道内压力场分析49-53
• 4.2.1 压力场分布特点50-51
• 4.2.2 压力动态变化规律51-53
• 4.3 隧道内速度场分析53-57
• 4.3.1 列车高速运行时速度场53-54
• 4.3.2 列车停靠站台时速度场54-56
• 4.3.3 活塞风动态发展过程56-57
• 4.4 隧道内温度场分析57-63
• 4.4.1 列车高速运行时温度场57-58
• 4.4.2 列车停靠站台时温度场58-62
• 4.4.3 车站轨行区温度变化规律62-63
• 4.5 本章小结63-64
• 第5章 轨道排热系统对隧道热环境的影响研究64-76
• 5.1 工况的确定64
• 5.2 不同工况排热效果对比64-71
• 5.2.1 列车停站过程65-68
• 5.2.2 列车出站过程68-71
• 5.3 不同工况温度变化规律71-75
• 5.3.1 取消轨顶和轨底风口71-72
• 5.3.2 只设轨顶排热风口72-73
• 5.3.3 只设轨底排热风口73-74
• 5.3.4 工况对比结果74-75
• 5.4 本章小结75-76
• 结论与不足76-77
• 致谢77-78
• 参考文献78-81
• 攻读硕士学位期间发表的论文81

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 贺江波;吴喜平;边志美;;无竖井单线隧道活塞风影响因素分析[J];城市轨道交通研究;2007年03期

2 于连广;吴喜平;彭博;张君瑛;;隧道列车活塞风解析方法新探[J];制冷空调与电力机械;2010年01期

3 王丽慧;施逵;宋洁;郑懿;;地铁活塞风井及迂回风道速度场特性研究[J];流体机械;2010年03期

4 李炎;高孟理;周鸣镝;李建霞;;铁路隧道列车活塞风的理论研究与计算方法的探讨[J];铁道学报;2010年06期

5 刘磊;张良焊;;地铁屏蔽门通风空调系统活塞风道方案研究[J];暖通空调;2011年06期

6 田卫明;翁其能;张建伟;张志敏;;地铁隧道活塞风成风影响因子分析[J];重庆交通大学学报(自然科学版);2012年01期

7 李立人;;等熵轻活塞风洞的设计[J];应用科技;1988年03期

8 贺江波;边志美;吴喜平;;列车经过某单线无竖井隧道时的活塞风速计算[J];上海节能;2006年06期

9 张培红;李翠;;冷却阻尼风喷口高度对地铁活塞风控制效果影响[J];沈阳建筑大学学报(自然科学版);2008年04期

10 徐世圣;“活塞风”与隧道中的环境条件[J];电机电器技术;1987年03期

中国重要会议论文全文数据库 前10条

1 董更然;;关于地铁活塞风道问题的探讨[A];中国土木工程学会隧道与地下工程学会地铁专业委员会第十二届学术交流会论文集[C];1998年

2 李炎;周鸣镝;;铁路隧道列车活塞风计算方法新探[A];中国建筑学会建筑热能动力分会第十八届学术交流大会暨第四届全国区域能源专业委员会年会论文集[C];2013年

3 李翠;张培红;;无屏蔽门地铁车站活塞风控制方案优化分析[A];上海市制冷学会2009年学术年会论文集[C];2009年

4 杨智华;黄桂兴;涂光备;邢金城;凌继红;林国真;;北方地区屏蔽门系统采用单活塞风道方案的可行性研究[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会论文集[C];2008年

5 邓伟;李晓锋;朱颖心;;地铁活塞风掺混系数模拟研究[A];全国暖通空调制冷2004年学术文集[C];2004年

6 李翠;张培红;童劲松;盖群;;无屏蔽门地铁车站活塞风控制方案优化分析[A];全国暖通空调制冷2010年学术年会论文集[C];2010年

7 王丽慧;吴喜平;宋洁;施逵;;地铁活塞风对车站环控速度场影响的实测研究[A];全国暖通空调制冷2008年学术年会论文集[C];2008年

8 任中杰;郭辉;;单线无竖井地铁隧道内活塞风的理论计算方法探讨[A];2008铁路暖通空调学术年会论文集[C];2008年

9 王丽慧;吴喜平;宋洁;;地铁活塞风对车站环控速度场影响的实测研究[A];上海市制冷学会2007年学术年会论文集[C];2007年

10 王丽慧;黄晨;孙云雷;杜晓明;;理论分析地铁站台活塞风与空调送风非等温耦合特性[A];上海市制冷学会2013年学术年会论文集[C];2013年

中国博士学位论文全文数据库 前2条

1 李炎;铁路隧道列车活塞风特性分析及理论研究[D];兰州交通大学;2010年

2 王丽慧;地铁活塞风与地铁环控节能[D];同济大学;2007年

中国硕士学位论文全文数据库 前10条

1 严乐;活塞风对地铁车站环境的影响及其节能特性分析[D];北京工业大学;2015年

2 苗妤;市域铁路地下长隧道热环境模拟及排热形式研究[D];西南交通大学;2016年

3 任韧;对公路隧道交通活塞风的数值模拟研究[D];长安大学;2012年

4 陈荣;活塞风对接触线的影响研究[D];西南交通大学;2013年

5 李涛;活塞风对地铁站内环境的影响[D];天津大学;2005年

6 王慧;地铁列车活塞风的数值计算与通风节能探讨[D];南京理工大学;2012年

7 朱柏山;列车进站过程中活塞风对岛式车站热环境影响的研究[D];西安建筑科技大学;2010年

8 王乐;活塞风对地铁安全门系统环控通风效果的影响分析[D];西安建筑科技大学;2010年

9 包海涛;地铁列车活塞风数值模拟[D];南京理工大学;2005年

10 涂锐;活塞风作用下地铁火灾发展及顶棚射流火焰特性研究[D];郑州大学;2013年

，

本文编号：1079912