隧道的流动阻力和风机在隧道内的升压力是隧道通风计算的基础,是进行通风计算首先要确定的参数。锦屏隧道为双线单洞,带有横通道及扩大断面紧急停车带,由于其结构特殊,对于隧道流动阻力以及风机升压力的确定,目前还没有数据可以借鉴。本文正是应华东院委托项目内容的要求,对该隧道内的压力场和速度场进行CFD数值模拟分析,计算出隧道内通风流动阻力以及射流风机的升压力,并分析了几种不同因素对流动阻力和升压力的影响,研究结果将直接应用于工程实际。 本文以锦屏隧道为主要研究对象,根据隧道的实际几何尺寸以及风机的安装位置建立相关物理模型,采用STAR-CD软件对隧道内风速和风压场进行模拟分析。计算中流动控制方程为N-S方程,紊流模型使用k-e两方程湍流模型,采用有限容积法离散计算区域,近壁区采用壁面函数法考虑墙壁边界条件,并使用迎风差分格式,速度-压力耦合采用SIMPLE算法。 计算了隧道的摩擦阻力系数和隧道局部阻力系数,并把数值模拟计算的结果与试验结果进行比较,验证数值模拟计算的正确性;分析了隧道粗糙度、隧道与横通道的不同连接方式和横通道打开对隧道内局部阻力的影响;还计算了射流风机布置在隧道紧急停车带不同位置的损失折减系数,分析了隧道壁面粗糙度、横通道与主洞连接角度对风机损失折减系数的影响,以及风机不同型号、安装位置、安装间距、带消声器个数、安装风机台数等因素对风机损失折减系数的影响,为优化射流风机的布置及风机选型提供依据,还对隧道内的回流现象进行了研究;详细分析了一般隧道和紧急停车带区域气流流动的速度和压力分布规律,风机射流的扩散及对隧道流场的影响,并分析了形成流场分布特征的原因。