矩形断面综合管廊线缆舱通风阻力系数数值仿真研究

doi:10.3973/j.issn.2096-4498.2019.06.008

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隧道建设（中英文） ›› 2019, Vol. 39 ›› Issue (6): 953-959.DOI: 10.3973/j.issn.2096-4498.2019.06.008

矩形断面综合管廊线缆舱通风阻力系数数值仿真研究

陈小峰^{1, 2}，郭春^{1, 2,*}，郑鑫^{1, 2}，张振华^{1, 2}

（1. 西南交通大学土木工程学院，四川成都 610031； 2. 西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室，四川成都 610031）

收稿日期:2019-01-18 修回日期:2019-05-27 出版日期:2019-06-20 发布日期:2019-07-02
作者简介:陈小峰（1994—），男，重庆人，西南交通大学隧道与地下工程专业在读硕士，主要研究方向为隧道及地下工程通风和防灾。Email： swjtucxf@163.com。*通信作者：郭春， Email： guochun@swjtu.edu.cn。
基金资助:
“十三五”国家重点研发计划 (2016YFB1200401)；教育部产学合作协同育人项目（201801221005）；区域公共管理信息化研究中心资助项目（QGXH18－08）；四川省教育科研资助金项目（2018495）

Numerical Simulation of Ventilation Resistance Coefficient of Utility Tunnel Cable Cabin with Rectangular Crosssection

CHEN Xiaofeng^{1, 2}, GUO Chun^{1, 2, *}, ZHENG Xin^{1, 2}, ZHANG Zhenhua^{1, 2}

(1. School of Civil Engineering, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, Sichuan, China; 2. Key Laboratory of Transportation Tunnel Engineering, Ministry of Education, Southwest Jiaotong University, Chengdu 610031, Sichuan, China)

Received:2019-01-18 Revised:2019-05-27 Online:2019-06-20 Published:2019-07-02

摘要/Abstract

摘要：

为探究城市综合管廊通风阻力影响因素和计算方法，通过调研综合管廊通风系统设计和交通隧道通风阻力的相关研究成果，得到综合管廊线缆舱单位长度通风阻力系数的计算公式。建立综合管廊线缆舱三维数值模型，利用ANSYS FLUENT软件并采用标准双方程模型对通风障碍物比例约为15%的综合管廊线缆舱室内部支架、线缆和热效应对通风的阻力影响进行模拟。分析得到： 1)相较于内部无支架、线缆的综合管廊线缆舱，有支架、线缆时对通风阻力影响极大； 2）随着通风风速的增大，综合管廊线缆舱通风阻力逐渐增大，而通风阻力系数减小，且逐渐趋于稳定； 3）进口空气温度、线缆发热及舱内温度产生的热效应对通风的阻力效应有一定的影响，且随着进风温度增大，通风阻力和通风阻力系数逐渐降低。

关键词: 综合管廊, 矩形断面, 线缆舱, 通风阻力系数, 障碍物比例, 数值模拟

Abstract:

In this paper, based on the relevant studies about the ventilation system design of utility tunnel and ventilation resistance of transportation tunnel, the calculation formula for the unit length ventilation resistance coefficient of the utility tunnel cable cabin is obtained. And then a 3D numerical model of the utility tunnel cable cabin is established, and the influence of the brackets, cables and thermal effect on the ventilation of the utility tunnel cable cabin with ventilation obstruction ratio of 15% is simulated by adopting the standard double equation model and software ANSYS FLUENT. The analysis shows that: (1) The brackets and cables have some significant influence on ventilation resistance of utility tunnel. (2) With the increase of the ventilation speed, the ventilation resistance increases while the resistance coefficient decreases to be stable. (3) The thermal effect of inlet air temperature, cable heating and cabin temperature have some effect on the ventilation resistance coefficient, and with the increase of inlet air temperature, the ventilation resistance and resistance coefficient decrease.

Key words: utility tunnel, rectangular crosssection, cable cabin, ventilation resistance coefficient, obstruction ratio, numerical simulation

中图分类号:

U 45

陈小峰，郭春，郑鑫，张振华. 矩形断面综合管廊线缆舱通风阻力系数数值仿真研究[J]. 隧道建设, 2019, 39(6): 953-959.

CHEN Xiaofeng, GUO Chun, ZHENG Xin, ZHANG Zhenhua. Numerical Simulation of Ventilation Resistance Coefficient of Utility Tunnel Cable Cabin with Rectangular Crosssection[J]. Tunnel Construction, 2019, 39(6): 953-959.

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Numerical Simulation of Ventilation Resistance Coefficient of Utility Tunnel Cable Cabin with Rectangular Crosssection

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