地铁隧道环网消火栓供水系统多工况模拟

地铁隧道消火栓系统的环网布置,将所有车站及区间内的消防供水设施构成相互贯通的整体,以使各车站消防水源互为备用。为增加消防可靠性,每一地铁厅站均配有消防泵,为分析地铁隧道消火栓系统环网中消防泵的启动情况,首先构建了地铁隧道内消火栓系统的水力计算模型;然后对系统运行进行多工况计算,模拟不同火灾点、不同地形高差、不同稳压泵稳压值以及事故工况时,模拟了消防管网中消防主泵的启动情况。根据模拟结果,证明环网布置方式可以根据管网压力自动启动消防主泵,能够起到改善供水可靠性的目的。同时结合环网布置的特点,对环网消火栓系统布置方式提出了设计运行建议。     

地铁整流变压器室通风数值模拟

目的针对地铁车站运行时变压器室内温度过高的问题,提出空调系统优化方案,以满足变压器安全运行的要求.方法利用商业流体计算软件FLUENT对地铁车站牵引变电所内整流变压器室的温度场和速度场进行数值模拟,得到整流变压器室内的温度和速度分布,并对各种工况的模拟结果进行比较分析.结果在变压器的上方有大量的热量,并形成热羽流,影响流场分布;变压器两侧的区域由于存在热阻,影响冷气流通过.结论通过改变风速,使变压器周围的气流组织更合理,以满足变压器正常工作的环境要求,并为今后的类似工程提供参考.     

膨胀岩对南宁地铁1号线车站结构的影响研究

通过数值计算和模型试验,分别对膨胀岩分布区地铁车站受膨胀力作用,其结构的内力及变形规律进行研究。首先利用有限元分析软件ANSYS,对膨胀岩分布区地铁车站不利工况的受力进行分析。根据数值模拟结果,以1∶20的相似比进行模型试验研究,通过改变膨胀岩土体的含水率以实现膨胀力荷载的施加,进而得到地铁车站结构受力情况,并将其反演结果与数值计算结果进行对比分析。研究结果表明,随着含水量的增加,膨胀力逐步增大,在膨胀土接近饱和时,膨胀力达到45.5 kPa;膨胀力对底板跨中影响最大,弯矩值为18.6 N·m;模型试验反演结果与数值模拟结果较为接近,比值分别为115.1%、99.3%、94.1%;在相同条件下,底板局部受膨胀力作用时,内力变化最大。     

地铁车站内流动特性的数值模拟

应用计算流体力学(CFD)方法对地铁列车的进站、出站过程进行了瞬态模拟,得到了不同工况下地铁车站内的气流场分布,分析了列车的运行对车站内流场的影响,并讨论了活塞效应在车站自然通风中的作用.模拟结果表明,列车运行形成的活塞风对车站内的气流组织影响显著,同时也起到了通风换气的作用.站端设置活塞风井能够有效加强车站的自然通风,并降低站内的气流速度.     

考虑乘客选择行为的地铁车站承载能力瓶颈识别方法

乘客选择行为引起地铁车站客流量分布动态变化,并导致拥堵的传播,是承载能力瓶颈产生的关键因素之一.通过分析乘客在站服务事件链,构建地铁车站系统中设施设备关联网络.在分析乘客选择行为作用下的关联网络特性的基础上,建立了节点约束下的车站客流分配模型,并引入动态惩罚函数求解该模型,结合求解结果,提出通过节点受影响程度指标来识别能力瓶颈.以上海地铁陆家浜路站为例分析,与StaPass软件的仿真结果进行对比,验证了该方法的可行性和准确性,有助于快速分析不同客流条件下车站客流分布,并确定能力瓶颈.     

地铁车站乘客疏散出口选择行为仿真建模

针对地铁车站乘客疏散过程中的出口选择行为受到自身感知和判断能力的制约,且可能会根据当前位置和出口实时状况重新选择出口,提出一种出口动态选择模型,模型引入感知因子和判断系数反映乘客的感觉和知觉能力,采用动态比较过程和预测决策过程来模拟乘客的出口选择和出口变换行为.以某地铁车站站台层为场景分析乘客的感知和判断能力对出口选择、出口变换行为及疏散效果的影响.仿真结果表明:模型参数可以有效调节乘客的出口选择和出口变换行为,进而影响疏散结果.当车站视野不佳或乘客偏好等待时,需要引导乘客从拥堵的出口到通畅的出口进行疏散;而当车站视野良好且乘客偏好走行时,需要引导乘客选择适当的出口,并在等待时多一些耐心.     

地铁车站公共区设计研究

对于城市地下轨道交通来说,地铁车站的公共区是与乘客有着最直接联系的场所,所以,地铁车站公共区的设计就显得十分重要。就此对地铁车站公共区中其中几点设计要素进行了逐一分析和研究,选择合理的布置方式可以有效地控制地铁车站公共区的规模,也能使乘客的流线在公共区内清晰快速,同时公共区发挥了交通建筑的集散功能,也兼顾了商业价值,使地铁车站公共区更合理地发挥了其价值。     

地铁车站自动扶梯节能评估实验仿真平台的设计

自动扶梯多用于地铁、车站、商场、宾馆等公共场所，随着自动扶梯数量的急剧增加，巨大的扶梯能耗已经引起人们的密切关注，目前针对自动扶梯节能控制系统的研究做了大量的工作。地铁车站自动扶梯节能控制系统研究工作与实际情况紧密相连，为证实所得的理论结果或设计方法的正确性，进行充分的实验和仿真是十分必要的。为此，基于可模拟真实情况下扶梯的运行情况，提出自动扶梯节能评估实验仿真平台的设计思路，以验证所提出的地铁车站自动扶梯节能运行模式的有效性。     

不同通风模式下地铁车站内列车火灾的数值模拟

发生火灾时为乘客营造安全的撤离路径是地铁车站环控系统的重要任务.针对地铁车站环境控制系统设计中常用的两种紧急通风模式,使用计算流体力学(CFD)的方法,采用重正化群(RNG)k-ε双方程湍流模型,分别对地铁车站内列车头部、中部和尾部3个不同火源位置的列车火灾进行了三维数值模拟,得到了不同通风模式下的烟气浓度分布.通过分析和比较,认为在列车头部发生火灾时,仅依靠事故风机难以提供足够的能见度,应同时打开站台下排风系统和车行顶道排风系统辅助排烟,其效果在列车中部火灾模拟中得到了验证.列车尾部发生火灾时,推挽式通风模式的效果稍好于全排风通风模式,但也不够理想.文章为地铁车站环控设计中紧急通风模式的选型提供了参考,并对数值模拟方法在地铁车站环控系统设计中的应用进行了探讨.     

基于仿真的深埋地铁车站疏散时间研究

随着地铁车站的埋深深度日益增加,车站的安全疏散风险增大。本文从站型结构、疏散安全区、车站疏散设施、客流规模和疏散引导等方面,分析了影响深埋地铁车站人员疏散时间的因素。针对紧急疏散场景,构建深埋地铁车站网络模型和疏散行为模型。以北京某在建深埋地铁车站为例,通过模型校验,利用轨道交通乘客集散仿真系统对该站疏散时间进行测算,并将测算结果与理论计算疏散时间对比,结果显示所有乘客能够在5.5 min内从站台疏散至安全区域,符合规范要求。本文研究结果表明采用的系统能够用于深埋地铁车站的疏散时间研究。     

基于数据挖掘的地铁车站热湿特征抽取

针对城市轨道交通系统车站环控能耗高占比问题,从城轨交通地下站点热湿环境角度探索轨交站点环控运行能效提升策略。本研究通过K-means对地铁公司各车站站内全年日均温湿度数据进行聚类,再对各聚类车站通过时空分布、埋深等物理属性影响进行分析。结果表明：(1)相同线路、相邻车站温湿度变化曲线存在差异较大;(2)温度聚类二类车站表现为冬冷夏热,舒适度最差,11-12月的西南季风造成温度聚类四车站温度较低;(3)利用室内外温湿度差的标准差分析发现,曲线波动与埋深、方位角等物理特征均表现为强相关。因此不同车站因物理特征差异站点环控系统应差异化运行,也应对不同车站分类设定不同环控能耗定额标准,本研究为地铁车站设计、环控设备选型和运行提供依据,并对城轨交通的深绿运行及低碳城市建设有积极意义。     

预应力箱梁桥日照温度效应的测试与分析

为了预防日照引起的温度裂缝,有必要研究温度效应的数值模拟方法。根据广剁观音沙大桥的测试数据,建立横向坡度为4％的单室箱梁的温度分布与气温、相对湿度等气象因素之间的拟合公式,然后建立全桥悬臂浇筑施工期间的实体模型,分析桥梁的日照温度效应。并得到纵向预应力钢筋的准确模拟对结构纵向应变计算精度影响较大的结论。     

日光温室中土壤—空气换热器作用下热湿环境的研究

土壤-空气换热器对日光温室内空气温湿度调节具有良好的效果。为了研究日光温室中土壤-空气换热器作用下日光温室内热湿分布特性,建立了土壤-空气换热器作用下日光温室热湿环境数值模拟模型。该模型基于计算流体力学(computational fluid dynamics,CFD)方法,利用FLUENT15.0进行了稳态和非稳态的数值求解;采用组分运输模型和DO模型分别对湿度和太阳辐射进行了三维数值模拟。结果表明:模型能够对土壤-空气换热器作用下日光温室内热湿环境特性进行较准确的研究。在距日光温室地面0.5~2.5 m处,土壤-空气换热器对日光温室内空气温湿度处理具有良好的效果。     

注多元热流体吞吐转驱替三维物模及数值实验

针对注多元热流体（蒸汽、热水、氮气和二氧化碳的高温混合物）热采组分多、增油机理复杂、吞吐后转驱规律不同于常规注蒸汽的问题,开展了注多元热流体吞吐转驱替三维物模及数值试验研究。研究以相似准则为基础,根据渤海N稠油油田地质油藏特征为原型,首先建立了三维比例物理模型,开展了水平井注多元热流体多轮吞吐后转驱替的三维物理模拟实验,得到了转驱生产动态与加热腔扩展的对应规律。然后,建立了数值试验模型,在对三维实验数据进行历史拟合的基础上,进行了注多元热流体吞吐后转多元热流体驱、转蒸汽驱、转蒸汽复合氮气二氧化碳驱等注入不同介质的数值试验,对比分析得到了不同生产阶段的主要增油机理。最后,对渤海N油田南区水平井多元热流体三轮吞吐后转驱的工艺参数进行了优化,得到了最佳工艺参数组合。研究结果可为稠油油田吞吐转驱方案设计提供指导和借鉴。     

工字型城市地下人行通道的通风环境与优化设计研究

为探讨我国南方多雨、湿热地区城市常采用的工字型地下人行通道的内部通风环境,揭示其夏季易潮湿结露的成因,对武汉市岳家嘴工字型地下人行通道进行现场监测;内容包括通道内的空气温度、湿度、壁面温度、风速等。借助CFD数值模拟,与实测成果进行了对比研究。结果表明:工字型地下人行通道的主通道难以实现有效的自然通风,夏季通道内处于高湿状态,易出现严重的结露状况。利用马格努斯(Magnus)公式阐释了结露现象产生的原因。对工字型地下人行通道的布局方案进行优化,利用CFD数值模拟对不同优化模型进行对比,验证了优化方案的合理性,可为南方城市修建地下人行通道工程提供借鉴。     

基于仿真和预测的无模型控制问题研究

无模型控制是解决难以精确建模问题的有效控制思想。针对料道温度对象设计了两级无模型控制方案,提出了基于预测的控制器设计方案和基于物理仿真的模糊控制查询表的设计方法。所设计的方案已经在实际控制系统投运,获得了良好的效果。     

数值模拟与仿真在地铁火灾防灾减灾中的应用

以北京地铁火灾为典型对象,对地铁火灾的烟气流动规律与控制以及人员疏散进行了数值模拟分析,并将结果应用于地铁火灾应急预案的编制中.同时,采用虚拟现实技术,对应急预案及演练进行了动态仿真.阐述了数值模拟与仿真在地铁火灾防灾减灾中的重要作用,提出了基于数值模拟和仿真的地铁火灾应急预案性能化设计的新思想,对深化地铁火灾防灾减灾的研究有一定意义,为构建地铁火灾防灾减灾系统提供了必要的技术支持.     

汽车空调鼓风机自适应控制算法的研究

汽车空调的工作条件很复杂,并且取决于许多因素,例如隔热,密封和温湿度.为了提高汽车空调鼓风机的工作效率,改善车内温湿度环境并达到节能减排的目的,通过模糊算法与PID算法相结合,并对粒子群优化算法进改进来对PID参数进行优化的方法.在Matlab的simulink平台上建立鼓风机控制的数学模型,对模型进行仿真,并对仿真结果进行分析.仿真结果表明,改进的粒子群优化算法优化的模糊PID控制策略具有较高的鼓风机控制精度.,鼓风机的响应时间较短且超调量小,能迅速达到稳定状态,达到试验预期效果.     

空调房间室内气流组织的数值模拟研究及应用

合理的气流组织是空调房间气流组织设计的主要内容,他不仅影响空调房间的空调设计参数,而且对整个空调系统的合理运行产生重要影响。采用CFD技术研究了送风参数对室内空气速度场和温度场的影响,并对其速度场和温度场进行数值模拟解算,解算结果与实际物理过程基本吻合,完全可以作为空调房间气流组织设计的一种技术手段,从而大大缩短了设计周期,同时对于改善室内空气品质、提高控制室内空气污染物能力、以及保证实现最优化设计都有着重要的指导作用。