地铁隧道内流动特性的数值模拟研究.pdf

地铁隧道内流动特性的数值模拟研究 黄鹏，贾 力，李时娟 (北京交通大学机械与电子控制工程学院，北京100044) 摘要：应用CFD方法对列车运行时地铁区间隧道内的流动特性进行了数值模拟研究，得到了地铁单向隧道及双 向隧道内的速度和压力分布，井分析了列车的运动对地铁区间隧道内流动特性的影响。 关键词：数值模拟；地铁隧道；活塞效应；流动特性 NumericalSlmulutioaofFlowCharacteristicsIn Tunnel Subway HUANG Li，Li Pcng，]IAShi-juaa andElectronic ofPower ofMechanical (DepartmentEngineering，School Conlxol 100044，China) Engineering，BeijingJiaotongUniversity，Beijing characteristicsin tunnelwhentrainsareinmotionhadbeen numerical Abstract：Flow subway investigatedbyutilizing methodThe ob— on mined．Theinfluenceofthemovementofthetrainsin tunnelflowcharacteristicswas subway analyzed． Keywords：heatexchanger；shorttubeeffect；subcooling 1前言 近几十年来，随着世界各国城市人ISl的不断增长，城市化水平的不断提高，城市的出行人数和汽 车数量急剧增加，给城市带来了交通拥挤、环境污染和能源危机等问题。地铁因其安全、舒适、快 速、准点、载客量大，低能耗、低污染的特点，越来越多地引起世界各国的高度重视。 伴随着世界城市地铁的大量兴建和飞速发展，人们越来越多地关注地铁环境质量的问题，具体包 括地铁车站和区间隧道内的温度、湿度、气流速度、压力、空气质量和噪声等。国外很早就开始了对 Fluid Dynamics，CFD)计 地铁环控系统[11的研究。近些年来，随着计算流体动力学(Computational 算技术突飞猛进的发展，其在隧道、地下铁道的通风与火灾研究中的应用也成绩斐然。仲崇毅、陈康 兴‘j模拟了隧道内的气流流动及污染物扩散分布情况，并且分析了车行活塞效应及射流风扇作用对隧 Shin-|…，Takanobu 道内空气污染物的稀释和传输效应。Chang-Hoon Ogawat40对高速列车驶入隧道时形 成的三维流场进行了数值研究。J．EKunsch口]，YWu[61模拟了发生火灾时隧道内的烟气流动与温度 分布情况。EChenHl对发生火灾时地铁车站内烟气流动的烟囱效应进行了数值模拟研究。Ming·Tsun Ke[”对地铁环境控制系统进行了数字仿真优化设计。国内部分高等院校，如清华大学、天津大学、西 南交通大学、北京工业大学等也利用CFD技术，对地铁区间隧道及车站内各种工况下的空气流动和 分布情况进行了模拟研究。 本文采用CFD数