長距離引水隧洞TBM施工通風數(shù)值模擬.pdf

1、長距離引水隧洞TBM施工通風是多種氣體參數(shù)相互影響的復(fù)雜的三維粘性湍流運動過程，而傳統(tǒng)施工通風設(shè)計計算主要通過隧洞通風一維常規(guī)計算理論和施工設(shè)計人員的經(jīng)驗來確定，傳統(tǒng)通風方案的確定存在一定的經(jīng)驗性。為此，有必要利用CFD對長距離引水隧洞。IBM施工三維通風進行模擬，從而合理優(yōu)化施工通風參數(shù)和資源配置，以期為隧洞通風設(shè)計提供理論和參考。 本文建立了三維穩(wěn)態(tài)RNGK-ε通風模型，ε方程中考慮了風流流動中的各向異性湍流和不平衡應(yīng)變率的

2、影響，對ε方程源項進行了修正。利用壓力修正法中的SIMPLE算法對長距離引水隧洞TBM施工通風數(shù)學(xué)模型進行求解。 通過與黃儒欽等人的長距離壓入式通風模型實驗結(jié)果進行對比，驗證了數(shù)值模擬求解的可靠性。以新疆八十一大坂引水隧洞TBM施工為例，在考慮沿程風管漏風，局部阻力和沿程摩擦阻力的影響下，分別對5km、6.5kin、8km、9.5km、11km和12.5kin的長距離引水隧洞TBM施工通風進行了三維動態(tài)模擬。模擬結(jié)果表明:

3、 (1)工作面附近區(qū)域存在射流區(qū)、回流區(qū)和渦流區(qū)；在遠離工作面的沿程區(qū)域內(nèi)，洞內(nèi)風流呈現(xiàn)中間風速大，周邊風速小的分布；漏風口附近，風速較大，湍流動能較大；洞內(nèi)風速與漏風口附近風速相比較低，湍流動能較小。 (2)當風管與隧洞之間的壓差高于一定值時，漏風率基本保持不變；當?shù)陀诖酥禃r，漏風率隨壓差的增大而呈對數(shù)函數(shù)增長。 (3)從風管進口到工作面，漏風率沿程呈拋物線降低趨勢；漏風量沿程近似呈線性降低趨勢。 (4)風管