本文關鍵詞：市域鐵路地下長隧道熱環(huán)境模擬及排熱形式研究

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【摘要】：隨著城市規(guī)模的擴大,居民的出行空間進一步擴大,加大了中長距離的出行需要,此時僅利用地鐵已經(jīng)滿足不了快速增長的交通客流需求。市域鐵路作為一種解決居民中遠距定期出行的交通模式,承擔著中短途城際客流的運輸,它除了具有城市軌道交通的普遍特點之外,還具有一些獨特的特點,包括行車速度較高,站間距較長,地下車站數(shù)目比地鐵要少等,這些線路運行特點將導致市域鐵路隧道的通風特性與地鐵存在差別,因此存在進一步研究的必要。本文研究以溫州S1線為工程依托,針對市域鐵路隧道的通風問題進行探討。首先建立了相應的一維線路模型,應用地鐵環(huán)控模擬軟件SES對不同運營時期下隧道內(nèi)的熱環(huán)境進行了研究,進一步分析了行車對數(shù)、列車速度和客流量對隧道熱環(huán)境的影響規(guī)律,初步探討了軌道排熱系統(tǒng)的取消可行性,并針對列車在線路不同位置下的阻塞工況進行了分析,給出了線路各阻塞工況下的通風方式和風機風量推薦值。為了更全面、準確的反映市域鐵路隧道中近場分布特征,本文采用FLUENT建立了包含雙站臺的長隧道三維模型,并采用動網(wǎng)格的計算方法,在常規(guī)的有軌頂和軌底排熱風口的通風設置下,對列車運動過程中的流場、溫度場的近場分布特點進行了詳細研究,分析了活塞風的變化規(guī)律和對車站軌行區(qū)熱環(huán)境的影響,為實際工程中的活塞風利用和對通風設備進行節(jié)能優(yōu)化提供了一定依據(jù)。本文還探討了不同通風設置下長隧道中軌行區(qū)的通風熱環(huán)境情況,獲得了取消軌頂和軌底風口、只設置軌頂排熱風口、只設置軌底排熱風口三種工況下的車站軌行區(qū)溫度場分布,研究結果說明,在只設置軌頂排熱風口時,車站軌行區(qū)內(nèi)溫度場可以滿足通風要求,而其他兩種工況將造成車站軌行區(qū)溫度過高。綜合考慮工程投資和施工難度,建議在工程施工中采取只設置軌頂排熱風口的排熱設置形式。
【關鍵詞】：市域鐵路 活塞風 隧道熱環(huán)境 軌頂排熱 軌底排熱
【學位授予單位】：西南交通大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U453.5
【目錄】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.2.1 國外研究現(xiàn)狀12-13
• 1.2.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀13-15
• 1.3 研究意義15-16
• 1.4 研究內(nèi)容及方法16-17
• 1.4.1 研究內(nèi)容16
• 1.4.2 研究方法16-17
• 第2章 數(shù)學模型與數(shù)值計算理論17-26
• 2.1 三維數(shù)值計算理論17-22
• 2.1.1 基本控制方程17-18
• 2.1.2 湍流模型的選擇18-20
• 2.1.3 控制方法的離散20
• 2.1.4 邊界條件的設定20
• 2.1.5 CFD動網(wǎng)格技術20-22
• 2.2 一維數(shù)值計算理論22-25
• 2.2.1 一維隧道通風理論22
• 2.2.2 數(shù)學模型的建立22-23
• 2.2.3 非恒定流計算方法23-25
• 2.3 本章小結25-26
• 第3章 市域鐵路隧道通風特性研究26-46
• 3.1 工程介紹26
• 3.2 計算參數(shù)的確定26-29
• 3.2.1 線路節(jié)點圖26-27
• 3.2.2 計算條件選取27-29
• 3.3 正常運營工況熱環(huán)境模擬分析29-31
• 3.3.1 隧道溫度分布分析29-30
• 3.3.2 隧道換氣效果分析30-31
• 3.4 隧道熱環(huán)境影響因素分析31-36
• 3.4.1 行車對數(shù)的影響31-33
• 3.4.2 列車速度的影響33-35
• 3.4.3 客流量的影響35-36
• 3.5 有無軌道排熱系統(tǒng)熱環(huán)境對比36-39
• 3.5.1 溫度分布對比37-38
• 3.5.2 換氣效果對比38-39
• 3.6 阻塞工況通風模擬分析39-44
• 3.6.1 阻塞發(fā)生在入口隧道段39-41
• 3.6.2 阻塞發(fā)生在站間隧道段41-42
• 3.6.3 阻塞發(fā)生在出口隧道段42-44
• 3.7 本章小結44-46
• 第4章 市域鐵路長隧道熱環(huán)境近場研究46-64
• 4.1 計算模型的建立46-49
• 4.1.1 模型的簡化46
• 4.1.2 模型基本數(shù)據(jù)46-47
• 4.1.3 網(wǎng)格的劃分47-48
• 4.1.4 邊界條件設置48-49
• 4.1.5 列車運行規(guī)律的描述49
• 4.2 隧道內(nèi)壓力場分析49-53
• 4.2.1 壓力場分布特點50-51
• 4.2.2 壓力動態(tài)變化規(guī)律51-53
• 4.3 隧道內(nèi)速度場分析53-57
• 4.3.1 列車高速運行時速度場53-54
• 4.3.2 列車�？空九_時速度場54-56
• 4.3.3 活塞風動態(tài)發(fā)展過程56-57
• 4.4 隧道內(nèi)溫度場分析57-63
• 4.4.1 列車高速運行時溫度場57-58
• 4.4.2 列車�？空九_時溫度場58-62
• 4.4.3 車站軌行區(qū)溫度變化規(guī)律62-63
• 4.5 本章小結63-64
• 第5章 軌道排熱系統(tǒng)對隧道熱環(huán)境的影響研究64-76
• 5.1 工況的確定64
• 5.2 不同工況排熱效果對比64-71
• 5.2.1 列車停站過程65-68
• 5.2.2 列車出站過程68-71
• 5.3 不同工況溫度變化規(guī)律71-75
• 5.3.1 取消軌頂和軌底風口71-72
• 5.3.2 只設軌頂排熱風口72-73
• 5.3.3 只設軌底排熱風口73-74
• 5.3.4 工況對比結果74-75
• 5.4 本章小結75-76
• 結論與不足76-77
• 致謝77-78
• 參考文獻78-81
• 攻讀碩士學位期間發(fā)表的論文81

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