一種改進型隧道通風控制系統的設計和仿真分析

采用混合控制方案實施的通風控制，結合隧道實際運營狀態及發展變化，通過控制風機開啟臺數，使之既能滿足《公路隧道通風照明設計規范JTJ026．1—1999》對環境的要求，又能延長風機使用壽命與節能的目的。由此可見，通風控制涉及通風方式、交通組成與變化、交通狀態與變化、風機運行時間及啟停時間幾方面的因素，作為控制決策，在通風方式確定以后，影響通風的主要因素有隧道內的車輛數和車輛類型，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的滯留時間。從而通風控制問題轉換為隧道內車輛數與車輛類型的檢測和預測問題。在得到隧道內車輛數與車輛類型的當前和其后一段時間的發展變化規律后，則可計算CO，VI排放量值，得到CO，VI排放量隨時間變化的曲線(表)，根據通風計算模型，得到風機開啟臺數隨時間變化的曲線(表)，根據各臺風機運行時間和啟停時刻記錄，選擇啟動或停止的風機，使風機運轉平衡。

4 隧道通風系統實現的模擬仿真分析
隧道的通風控制采用分區域單機控制方式。風機以一組或一種預先設置的組合為通風控制單元，為了分析方便，在模擬仿真時，以單臺風機工作所提供的風量作為測試。其有以下兩種工作方式：
(1)單臺風機與通風道部分連接；
(2)單臺風機與通風道完全連接。
針對以上兩種連接結構形式進行了有限元分析模擬。采用流體動力學(CFD)軟件CFDesign建立了相應計算模型并進行仿真分析，得到一系列明月峽隧道通風設計的結果。
4．1 單臺風機與通風道部分連接的仿真模擬結果
(1)工況1
幾何參數：通風道長度為50 m；通風道漸變段長度為4 m；連接段長度為7．35 m；軸流風機斷面積為3．108 33 m2。
計算參數：風機流量為114 m3／s；通風道入口處壓強為0 Pa；通風道出口處壓強為0 Pa。
對以上工況采用CFDesign仿真模擬，采集到的數據如表1所示。