FLUENT基于UDF模拟的某隧道通风优化设计(6)
利用FLUENT软件[15]实现对实验室难以正确测定和描述的流场规律可视化并结合实验，从而解决工程实践中的速度场、压力场和速度场分布不均的难题,为已有除尘器结构、性能的优化和新产品的研发提供指导性参数,在除尘领域中有潜在的应用前景。
为了解决YJl46A电机发热严重的问题，通过使用FLUENT专业的计算流体力学软件[16]对比不同通风结构的冷却效果，并推荐最佳通风方式、风路设计、风扇结构等。本计算使用计算流体力学软件FLUENT详细分析额定工作状态下电机风路的流动和传热，并综合分析内、外风路及轴承冷却风路，以达到优化设计的目的，并应用到电机制造中。
1.3 论文的设计内容
熟悉掌握FLUENT和Gambit软件的使用，了解隧道相关的规范及法律法规等以此获得相关设计基本知识。阅读大量火灾工况下隧道通风的文献，并从中对于隧道内使用的风机种类及分布等有初步的认识。在选取的边孔300m段内假设隧道中部一处发生火灾，通过对边孔排风量的计算，结合环保节能的理念计算需要的风机数量以及布置的位置。
本文中将使用Gambit软件对所选隧道中的一部分建立结构模型，以便完成之后的模拟。在设置相应的网格后，分别考虑以下两种情况：首先是在不考虑隧道内风速以及公共汽车自燃后汽油燃烧速率变化的情况下，即设定恒定的风速以及热释放速率参数等进行公共汽车的数值模拟，评估该情况下的通风情况；第二，在设置相应的网格后，通过查找隧道内热释放速率的相关经验公式来探究其变化规律，在此基础上得出隧道速度矢量图、隧道温度变化图、排烟口速度矢量图等与定常情况下分别进行比较并分析其原因。第三，在设置相应的网格后，通过查找隧道内风速的相关经验公式来探究其变化规律，在此基础上得出隧道入口风速矢量图、隧道速度矢量图、隧道温度变化图等与定常情况下分别进行比较并分析其原因。在实际操作过程中主要是利用C语言（C++）编写程序，通过UDF导入后对程序进行修正，那么就能够较为准确地模拟出更贴近实际火灾情况下的隧道风速和火源的热释放速率变化。
基于此对隧道内不同火源通风情况进行数值模拟并通过对结果的对比来为今后研究隧道火灾时通风情况的学者或设计隧道通风的人员提供研究、设计方法以及结果作为参考。
2 隧道通风及CFD理论
2.1 隧道通风方式介绍
瓦特或者百万瓦特为单位的火灾规模可以展现一个火灾的威力但和它导致的结果并没有直接联系[7]。可见只要隧道内通风排烟设计得当，就能够避免火灾带来的巨大的损失。根据气流的流动方向，公路隧道的通风方式[17]一般可分为纵向式、横向式和半横向式以及在这三种基本方式基础上的组合通风方式。正常运营情况下，决定通风系统选择的主要因素为：隧道长度、断面尺寸、坡度、周围环境、交通量、交通方向(单向或双向)以及交通密度等。以下为三种通风方式的具体分析[18]：
2.1.1 横向通风方式
风机送出的新鲜空气，经进气风道在车道底板(或侧壁)上的进气口横向进人车道，稀释污浊空气后横向穿过车道，经顶板(或另一侧壁)上的排气口进人排气风道(靠通风机吸人)，排出洞外。
横向式通风在车道中产生横向气流，有利于扑灭火灾；车辆排放的烟气以最短的路程被排除，又被均匀稀释，不易局部积累，通风效果较好，适用于较长的道路隧道，但是造价和运营费用都比较高。
2.1.2 纵向通风方式
通风机送出(即压入)的新鲜空气，从隧道一端的风道进人车道，推动和稀释污浊空气沿车道纵向流动，向另一端排出洞外。纵向式通风工程造价较低,运营费用也较低。
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