一種改進(jìn)型隧道通風(fēng)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和仿真分析

采用混合控制方案實(shí)施的通風(fēng)控制，結(jié)合隧道實(shí)際運(yùn)營(yíng)狀態(tài)及發(fā)展變化，通過控制風(fēng)機(jī)開啟臺(tái)數(shù)，使之既能滿足《公路隧道通風(fēng)照明設(shè)計(jì)規(guī)范JTJ026．1—1999》對(duì)環(huán)境的要求，又能延長(zhǎng)風(fēng)機(jī)使用壽命與節(jié)能的目的。由此可見，通風(fēng)控制涉及通風(fēng)方式、交通組成與變化、交通狀態(tài)與變化、風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間及啟停時(shí)間幾方面的因素，作為控制決策，在通風(fēng)方式確定以后，影響通風(fēng)的主要因素有隧道內(nèi)的車輛數(shù)和車輛類型，其決定了CO，VI的排放量；車輛行駛速度，決定了車輛在隧道內(nèi)的滯留時(shí)間。從而通風(fēng)控制問題轉(zhuǎn)換為隧道內(nèi)車輛數(shù)與車輛類型的檢測(cè)和預(yù)測(cè)問題。在得到隧道內(nèi)車輛數(shù)與車輛類型的當(dāng)前和其后一段時(shí)間的發(fā)展變化規(guī)律后，則可計(jì)算CO，VI排放量值，得到CO，VI排放量隨時(shí)間變化的曲線(表)，根據(jù)通風(fēng)計(jì)算模型，得到風(fēng)機(jī)開啟臺(tái)數(shù)隨時(shí)間變化的曲線(表)，根據(jù)各臺(tái)風(fēng)機(jī)運(yùn)行時(shí)間和啟停時(shí)刻記錄，選擇啟動(dòng)或停止的風(fēng)機(jī)，使風(fēng)機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)平衡。

4 隧道通風(fēng)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的模擬仿真分析
隧道的通風(fēng)控制采用分區(qū)域單機(jī)控制方式。風(fēng)機(jī)以一組或一種預(yù)先設(shè)置的組合為通風(fēng)控制單元，為了分析方便，在模擬仿真時(shí)，以單臺(tái)風(fēng)機(jī)工作所提供的風(fēng)量作為測(cè)試。其有以下兩種工作方式：
(1)單臺(tái)風(fēng)機(jī)與通風(fēng)道部分連接；
(2)單臺(tái)風(fēng)機(jī)與通風(fēng)道完全連接。
針對(duì)以上兩種連接結(jié)構(gòu)形式進(jìn)行了有限元分析模擬。采用流體動(dòng)力學(xué)(CFD)軟件CFDesign建立了相應(yīng)計(jì)算模型并進(jìn)行仿真分析，得到一系列明月峽隧道通風(fēng)設(shè)計(jì)的結(jié)果。
4．1 單臺(tái)風(fēng)機(jī)與通風(fēng)道部分連接的仿真模擬結(jié)果
(1)工況1
幾何參數(shù)：通風(fēng)道長(zhǎng)度為50 m；通風(fēng)道漸變段長(zhǎng)度為4 m；連接段長(zhǎng)度為7．35 m；軸流風(fēng)機(jī)斷面積為3．108 33 m2。
計(jì)算參數(shù)：風(fēng)機(jī)流量為114 m3／s；通風(fēng)道入口處壓強(qiáng)為0 Pa；通風(fēng)道出口處壓強(qiáng)為0 Pa。
對(duì)以上工況采用CFDesign仿真模擬，采集到的數(shù)據(jù)如表1所示。