一种无斜竖井隧道侧导洞联合双主洞通风模拟计算方法技术

技术编号:46059937 阅读:6 留言:0更新日期:2025-08-11 15:44
本发明专利技术涉及隧道工程与计算流体力学交叉领域,公开了一种无斜竖井隧道侧导洞联合双主洞通风模拟计算方法,包括以下步骤:步骤一、将隧道系统的三维模型分解为第一类区域和第二类区域;步骤二、针对所述第二类区域,通过获取其在多种边界条件下的高保真仿真数据,建立表征其输入与输出边界状态之间映射关系的数学代理模型;步骤三、针对具体的通风模拟任务,基于步骤一的分解结果,构建并求解全局系统方程组。通过将隧道系统分解为线性流动区和非线性节点区,最终构建并求解一个混合保真度的全局系统方程组,该方法避免了对整个隧道系统进行耗时巨大的三维计算流体动力学仿真,实现了模拟计算高效率与高精度的统一。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及隧道工程与计算流体力学交叉,具体为一种无斜竖井隧道侧导洞联合双主洞通风模拟计算方法


技术介绍

1、隧道作为现代交通基础设施的关键组成部分,其运营安全与效率至关重要。特别对于结构复杂的长隧道,例如无斜竖井并采用侧导洞辅助通风的双主洞隧道,其内部通风系统的设计与运行控制,是保障日常运营环境和应对火灾等突发事件下人员安全疏散的核心环节。因此,对隧道通风系统进行精确、高效的数值模拟,以预测其在不同工况下的气流组织、温度及烟气分布规律,具有重大的工程意义,在现有技术中,隧道通风的数值模拟方法主要围绕着计算流体动力学(cfd)技术展开。其中,三维cfd仿真能够通过求解纳维-斯托克斯方程组,提供对隧道内部流场细节的最高保真度描述,被公认为是最为精确的分析手段。然而,该方法的应用受到了其固有缺陷的严重制约。由于隧道结构的大尺度和流动的高度复杂性,一次完整的三维cfd仿真往往需要巨大的计算资源和漫长的计算周期,使得其难以应用于需要快速响应的应急决策支持,或进行大量参数寻优的通风方案设计的场景。

2、为了克服三维cfd仿真的效率瓶颈,工程领域也广泛本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种无斜竖井隧道侧导洞联合双主洞通风模拟计算方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种无斜竖井隧道侧导洞联合双主洞通风模拟计算方法,其特征在于,所述隧道系统进行拓扑分解的步骤具体包括,将每个所述非线性节点区抽象为网络拓扑图的节点,并将连接所述非线性节点区的每一个所述线性流动区抽象为连接所述节点的边,从而生成一个表征所述隧道系统物理连接关系的网络拓扑图。

3.根据权利要求2所述的一种无斜竖井隧道侧导洞联合双主洞通风模拟计算方法,其特征在于,所述网络拓扑图的步骤还包括,为所述网络拓扑图的每一条边,赋予其对应的线性流动区在一维管网模型中所需要的物...

【技术特征摘要】

1.一种无斜竖井隧道侧导洞联合双主洞通风模拟计算方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种无斜竖井隧道侧导洞联合双主洞通风模拟计算方法,其特征在于,所述隧道系统进行拓扑分解的步骤具体包括,将每个所述非线性节点区抽象为网络拓扑图的节点,并将连接所述非线性节点区的每一个所述线性流动区抽象为连接所述节点的边,从而生成一个表征所述隧道系统物理连接关系的网络拓扑图。

3.根据权利要求2所述的一种无斜竖井隧道侧导洞联合双主洞通风模拟计算方法,其特征在于,所述网络拓扑图的步骤还包括,为所述网络拓扑图的每一条边,赋予其对应的线性流动区在一维管网模型中所需要的物理属性参数,所述物理属性参数包括该线性流动区的管段长度、水力直径和沿程摩擦系数。

4.根据权利要求1所述的一种无斜竖井隧道侧导洞联合双主洞通风模拟计算方法,其特征在于,所述数学代理模型的步骤具体为,通过执行多次三维计算流体动力学仿真以获取所述高保真仿真数据,并基于该高保真仿真数据采用机器学习算法进行训练,从而得到所述数学代理模型。

5.根据权利要求1所述的一种无斜竖井隧道侧导洞联合双主洞通风模拟计算方法,其特征在于,所述数学代理模型在根据其输入边界条件输出用于表征其输出边界状态的预测结果的同时,还输出用于表征该预测结果可信度的预测置信度指标。

6.根据权利要求1所述的一种无斜竖井隧道侧导洞联合双主洞通风模拟计算方法,其特征在于,所述构建并求解全局系...

【专利技术属性】
技术研发人员:郭伟谢国志金广邸学军刘俊义刘安刚木沙·如孜王海辉程诺朱荣辉崔明于方正徐宗良
申请(专利权)人:中交一公局第五工程有限公司
类型:发明
国别省市:

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