FLUENT基于UDF模拟的某隧道通风优化设计(7)
纵向式通风[19]是最简单的通风方式, 它以自然通风为主, 不满足需要时, 用机械通风加以补充, 是最经济合理的。但是, 通风所需动力与隧道长度的立方成正比, 所以机械通风时, 隧道越长消耗的功率就越多, 隧道过长的话就不经济。如果在隧道中间设置竖井就可以弥补这个缺点。因而, 常常用竖井对长隧道进行分段。竖井用于排气时, 有烟囱效应, 能收到很好的效果。不过受大气影响, 通常不很稳定, 仍需安装通风机, 进行机械通风。对向交通的隧道, 竖井宜设置在中间, 多数情况下, 受地形条件限制,很难刚好在中间有竖井位置。
2.1.3 半横向通风方式
隧道内只设一条风道，一般用来进风。新鲜空气横向进人车道，污浊空气则沿车道纵向流动排出洞外。
半横向式通风比横向式通风造价低，但通风效果和控制火灾蔓延不如横向式，适用于1000~3000 m长的道路隧道。
半横向式通风[20]的污染浓度基本接近一致，送入式半横向通风是半横向通风的常用形式，新鲜空气经送风管直接吹向汽车的排气孔高度附近，对空气直接稀释，这对后续车有利。污染空气是在隧道上不易扩散，经过两端洞门排出。
双向交通时，不论是送入式还是排出式，如果交通的强度相等，两洞口的气象条件也相同时，隧道内的风压分布为中央最大，当两洞口排出或送入等量的空气。在隧道中点，空气是静止的，风速为零，称为中性点。除这一点以外风速向两洞口呈线性增加。
单向交通时，送风式通风的中性点多半移至入口以外。排风式的中性点，则靠近出口，污染浓度与对向交通一样，中性点附近的污染浓度高。
2.2 流体力学理论
隧道在发生火灾时，其中的流体流动都遵循中基本的理论以及守恒定律，因此当我们想要去控制隧道火灾中烟气蔓延以及优化通风方案的情况下，必须对一下内容[21]有所掌握：
2.2.1 隧道通风中的基本理论
（1）流体是连续介质
连续介质模型是将流体视为连续介质，质点间无空隙，在单位时间内流管各断面上通过的流体质量应不变。对于密度为常量的稳定流，即各断面上的流量不变，此原理即称为连续性定律。
（2）流体是不可压缩的
在通常状态下，流体分子的运动相互之间会产生内摩擦阻力，即流体具有粘性。而且当流体所受的压力增大时，流体分子间的距离会变小，产生体积压缩。流体的压缩性是指流体受压后，体积缩小密度加大，除去外力后能恢复原状的性质。流体的膨胀性是指流体受热，体积膨胀，密度减小，温度下降后能恢复原状的性质。在温度不过低(热力学温度不低于253K)、压强不过高(压强不超过20Mpa)时，空气的密度、压强和温度三者之间的关系，符合理想气体状态方程，即：
P/ρ=RT （2.1）
式中：
P为气体的绝对压强(Pa)；
ρ为气体密度(kg/m³)；
T为气体的热力学温度(K)；
R为气体常数。
在标准状态下，空气的气体常数为287J/(kg K)。在隧道通风计算中，通风压力一般都在常压范围内，隧道内温度变化不大，风速也远小于音速，因此空气体积和密度的变化不足以影响计算结果的精度，故通常将隧道内的气体假定为不可压缩体。
（3）流体为稳定流
当流体在流动过程中，流场中各空间点上的任何流动要素(如压力和流速)均不随时间变化，即称此种流动为稳定流。隧道通风计算中所遇到的各种风流类型，一般可认为是稳定流或可简化成稳定流。按照流体质点上压力和流速沿流程的变化情况，稳定流又可分为均匀流和非均匀流两种。流体横断面上的压力和流速在流动过程中不沿流程变化者叫均匀流，如稳定风流在等截面隧道中的流动即属于此。流体在流动过程中，流体横断面的压力和流速沿流程而变化者叫非均匀流，如风道中的渐扩、渐缩、转弯等局部变化时即属于此。隧道通风中空气的流动，在微观上是复杂的，但在宏观上可视为稳定流。
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