基于典型壁面粗糙模型的隧道施工通风效果CFD分析

摘要

依托贵广高速铁路斗篷山隧道的施工通风工程,采用计算流体动力学(CFD)软件,结合现场实测数据,研究隧道壁面粗糙条件对风流场的影响;基于典型壁面粗糙模型对隧道粗糙度的评定方法、取值进行深入分析.结果表明:正弦型粗糙模型的壁面条件相比方形、三角形和混合型的更为光滑,因此该模型对风流场起到的阻碍作用相对较小,近壁区域没有产生涡流现象;随着壁面粗糙模型高度的增大、粗糙间距的减小,其对风流场的阻碍作用越大;以隧道实际开挖轮廓上的点与基准线之间距离绝对值的算术平均值定义隧道壁面平均粗糙高度,并建立粗糙常数与粗糙单元形状及间距的对应关系;以典型壁面粗糙模型的最大粗糙高度不大于实际开挖轮廓的最大粗糙高度、以原模型面积减去典型壁面粗糙模型面积的绝对值除以原模型面积所得值最小为最优,提出了壁面粗糙常数的计算公式.