摘要：由于试验场地和试验条件的限制,通常难以建立1∶1比例模型或同比例尺缩小模型,因此在保证原形与模型阻力相似的前提下,根据等效设计理论,在隧道通风模型中安装阻力格栅可以有效缩短隧道模型的长度。为了解决阻力格栅在通风模型中的选取和设置问题,建立物理模型进行试验测试,并将试验结果进行了分析对比,研究了不同的阻力格栅串联间距、串联数量以及格栅类型的变化对通风试验局部阻力的影响。模型试验结果表明:加入阻力格栅后通风模型仍存在自模区,且阻力格栅的串联间距、组数、规格对模型进入自模区的临界风速几乎没有影响;当格栅间距大于3倍断面当量直径时,格栅之间的相互影响可以忽略不计,故阻力格栅串联间距应不小于3倍模型当量直径;每组格栅局部阻力损失系数随格栅组数的增多而降低,降低的速率随着格栅组数的增多而减小;在选择阻力格栅时,格栅局部阻力系数要求较大时,可选择多孔板作为阻力格栅,并优先考虑方孔多孔板;当格栅局部阻力系数要求较小时,可选择铁丝网作为阻力格栅。研究成果可以为模型试验阻力格栅的选取和设置提供指导建议,同时介绍了阻力格栅在隧道通风模型试验中的具体应用。

摘要：隧道在进行通风设计时,需考虑到摩擦阻力对于空气流动的影响,其中衬砌的壁面粗糙度是决定通风摩阻大小的一个重要因素。为了研究隧道洞壁粗糙度对通风摩阻系数的影响,采用Fluent软件建立模型,通过改变隧道壁面粗糙单元的高度、间距以及断面直径等控制因素来研究通风摩阻的变化。结果表明:当气流掠过壁面且流速很小时,壁面附近的流线基本与壁面粗糙单元的外轮廓相平行,而当流速超过一定值时,靠近壁面的流线会与壁面产生一定程度的流动脱离、回流;在初始风速一定的前提下,壁面粗糙度越大,壁面的摩阻损失系数越大,壁面粗糙度越小,粗糙单元对流体流动所起到的阻碍作用越小。结合大部分公路隧道的实际情况进行归纳并提出了隧道壁面摩阻损失系数参照表,可直接依照隧道的实际参数选取摩阻损失系数值,对隧道通风设计具有一定的参考价值。