??? 地鐵活塞風(fēng)對站臺環(huán)境影響規(guī)律數(shù)學(xué)模型的建立及驗證
? ? 計算流體力學(xué))是通過計算機數(shù)值計算和圖像顯示,對包含有流體流動和熱傳導(dǎo)等相關(guān)物理現(xiàn)象的系統(tǒng)所做的分析。通過數(shù)值模擬，我們可以得到極其復(fù)雜問題的流場內(nèi)各個位置上的基本物理量的分布，以及這些物理量隨時間的變化情況，確定旋渦分布特性、空化特性及脫流區(qū)等。
? ? 4.1構(gòu)建數(shù)學(xué)模型
? ? 某車站結(jié)構(gòu)尺寸為120m×19.2 m×8.13 m，列車尺寸規(guī)格為117.12 m×2.8 m×3.58m，列車?yán)淠髟谲図敳浚苿与娮柙谲噹撞?。站廳層只設(shè)送風(fēng)口,尺寸為600mm×300mm,共64 個,布置在距站廳底部裝修面3.0m的高度上，站臺層采用上送風(fēng),軌頂排風(fēng)以及軌底回/排風(fēng)的氣流組織形式，送風(fēng)口尺寸為700mm×350mm，共72個，分兩排均勻布置在距站臺板3.0m高度位置，軌頂排風(fēng)口尺寸為1000mm×500mm，共108個，距站臺板3.0m軌底回/排風(fēng)口尺寸為500mm×300mm，兩排共120個，均勻布置在站臺板下面站臺兩側(cè)距站臺邊緣約200mm的位置，設(shè)有平均高度1.4m的安全門。???????????? ????
? ? 在網(wǎng)格節(jié)點上離散方程的精確解偏離該點上相應(yīng)的微分方程精確解的值，稱為該點上的離散誤差。離散誤差的大小同離散方程的截斷誤差有關(guān)"在相同的網(wǎng)格步長下，一般地說，截斷誤差的階數(shù)提高，離散誤差會隨著減小，對于同一離散格式，網(wǎng)格加密，離散誤差也會減小。網(wǎng)格質(zhì)量是CFD 模型中非常重要的因素之一，好的網(wǎng)格對于好的模擬結(jié)果非常重要，好的網(wǎng)格要求恰當(dāng)?shù)姆直媛省⒐饣?、低偏斜率和適當(dāng)?shù)木W(wǎng)格數(shù)量。
? ? 4.2建模誤差分析
? ? 由于動網(wǎng)格的計算量比較大,并且建模過程比較復(fù)雜,不容易精確的再現(xiàn)實際過程,本文采用了非穩(wěn)態(tài)方法，通過方波函數(shù)設(shè)置活塞風(fēng)速來模擬列車通過對站臺帶來的影響，這樣就將列車的啟動、運行、剎車過程簡化了，僅考慮其帶來的活塞風(fēng)作用。在過渡季節(jié)的模擬中采用了非穩(wěn)態(tài)方法，隧道口風(fēng)速設(shè)定采用方波函數(shù)設(shè)定。
? ? 帶風(fēng)口屏蔽門系統(tǒng)活塞風(fēng)數(shù)值模擬結(jié)果分析
? ? 活塞風(fēng)的綜合利用必然很大程度的減少風(fēng)機能耗,過渡季節(jié)和冬季的舒適性仍需考慮，CFD 模擬是一個可行的研究方法,大量的實驗驗證也說明模型建立的比較合理,從而實現(xiàn)了屏蔽門系統(tǒng)改造的優(yōu)化設(shè)計。列車自動操作時，屏蔽門是絕對有必要的，列車手動操作時，屏蔽門亦非常有用，屏蔽門可以十分有效地提高站臺安全，避免乘客因自殺、在站臺里走動、推擠等而落入軌道，可以增加站臺的可用表面，可以避免未經(jīng)授權(quán)的人進入隧道，屏蔽門降低了空調(diào)系統(tǒng)的能源消耗和隧道內(nèi)不必要的能耗，屏蔽門可以減少隧道灰塵、列車噪音以及列車弛行的活塞效應(yīng)產(chǎn)生的氣流進入站臺。
? ? 地下鐵道發(fā)生火災(zāi)時造成的人員傷亡，絕大多數(shù)是由于煙霧中的有毒氣體的熏倒、中毒或窒息所致，有效的排煙已成為地鐵火災(zāi)救援的重要措施。為此，要求設(shè)置排煙設(shè)備，在布置風(fēng)道時，確保排煙口的風(fēng)速不宜大于10m/s，當(dāng)排煙干管采用金屬管道時,管道內(nèi)的風(fēng)速不應(yīng)大于20m/s，設(shè)置帶風(fēng)口屏蔽門，相同高度下帶風(fēng)口屏蔽門系統(tǒng)的高溫區(qū)域比屏蔽門系統(tǒng)小得多，可以為火災(zāi)事故情況乘客的順利疏散爭取了時間。經(jīng)過計算發(fā)現(xiàn),可控風(fēng)口在過渡季節(jié)活塞風(fēng)可滿足近期的新風(fēng)要求,并帶走大量余熱,軌底排風(fēng)可有效控制列車產(chǎn)生的熱量不進入站臺公共區(qū),在滿足乘客舒適性要求的同時,達(dá)到進一步節(jié)能的效果。

? ? 活塞風(fēng)對地鐵環(huán)境的影響規(guī)律非常復(fù)雜,通過站臺和出入口引起地鐵能耗的變化，是地鐵能耗的重要影響因素，在過渡季節(jié)和冬季充分利用活塞風(fēng)是實現(xiàn)地鐵通風(fēng)系統(tǒng)進一步節(jié)能的有效措施。重點對活塞風(fēng)對地鐵環(huán)境的影響規(guī)律進行了研究分析,并探討了能夠有效利用活塞風(fēng)的帶風(fēng)口屏蔽門系統(tǒng)在北方城市地鐵中的應(yīng)用前景,為地鐵工程設(shè)計提供了必要的依據(jù)。
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