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复杂地下互通立交运营通风网络分析及控制技术研究

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复杂地下互通立交运营通风网络分析及控制技术研究

作者：刘振撼西南交通大学

学位级别：硕士

为了解决城市交通拥堵问题,实现城市道路重要交汇点多方向行驶车辆地互不干扰通行,地下互通立交作为地面道路的补充正越来越多的被规划建成。不同于常规隧道工程,地下互通立交隧道具有线形复杂、立体交叉、进出口多、分汇点多等特点。... 详细信息

为了解决城市交通拥堵问题,实现城市道路重要交汇点多方向行驶车辆地互不干扰通行,地下互通立交作为地面道路的补充正越来越多的被规划建成。不同于常规隧道工程,地下互通立交隧道具有线形复杂、立体交叉、进出口多、分汇点多等特点。如何在不同自然风和交通流状态下,制定合理的通风控制方案,实现各隧道段风流按需流动成为了地下互通立交运营通风亟待解决的重难点问题。基于此,本文以建宁西路过江通道工程为依托,采用理论分析和数值计算,对多种通风模式、多交通流状态下的地下互通立交风流分配规律及通风控制技术展开研究,取得了以下研究成果:(1)基于自然风压形成的基本原理,结合地下互通立交结构形式,提出了多进出口间自然风压通风网络表示方法;考虑上游污染物对下游风流影响,提出了考虑上游污染物浓度的新鲜风量计算方法,为地下互通立交运营通风设计提供了依据。(2)对人型和单Y型两种简单地下互通立交进行理论推导和通风网络解算,探明了多元通风力对解算方程的影响特性,得到了不同位置通风动力变化对风网稳定性的影响规律。(3)以横江处地下互通立交为依托工程,采用通风网络解算程序计算了不同自然风和交通流状态下各隧道段风流分配情况,探明了多元通风力对风网稳定性的影响规律;对比多种通风控制方案,探究了不同风机开启位置及数量对各隧道段风量影响情况,得到了最优通风控制方案。(4)以惠民处地下互通立交为依托工程,采用通风网络解算程序计算了多种竖井分段纵向通风模式下各隧道段风流分配情况,明确了竖井送排风对立交内各隧道段风量影响规律,得出了最优通风控制方案。

关键词：地下立交运营通风通风网络自然风压稳定性通风控制

火源位置对铁路隧道救援站内拱顶温度纵向分布的影响

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中国铁道科学 2022年第1期43卷 101-109页

作者：陶亮亮曾艳华彭俊钦刘振撼白赟西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 四川省交通运输厅交通勘察设计研究院四川成都610017

为探明铁路隧道救援站内的拱顶温度,以高黎贡山隧道为背景,建立考虑纵坡的1∶10铁路隧道救援站及列车缩尺寸模型,研究不同火源位置(高端、中部和低端)在不同通风模式(自由蔓延、纵向通风和半横向通风)下对救援站拱顶温度纵向分布的影响... 详细信息

为探明铁路隧道救援站内的拱顶温度,以高黎贡山隧道为背景,建立考虑纵坡的1∶10铁路隧道救援站及列车缩尺寸模型,研究不同火源位置(高端、中部和低端)在不同通风模式(自由蔓延、纵向通风和半横向通风)下对救援站拱顶温度纵向分布的影响。结果表明:自由蔓延模式下,火源位于隧道中部时拱顶温度最高,达到940℃,远高于其他2种模式;纵向通风模式下,当火源位于隧道中部时,低端送风、高端送风2种送风条件下的拱顶最高温度差能达到220~300℃;半横向通风模式下,拱顶温度随纵向风速和排烟量的增大先升高后降低;无关火源位置,半横向通风模式下的火源上游拱顶温度总低于纵向通风模式;自由蔓延和半横向通风模式下,最不利的火源位置均为中部,而纵向通风模式下的最不利火源位置为低端。

关键词：隧道火灾救援站拱顶温度分布火源位置通风模式

半定向T形地下互通立交风网稳定性分析及应用

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中国公路学报 2023年第11期36卷 367-374页

作者：曾艳华赵东旭陶亮亮杨桂畅刘振撼西南交通大学土木工程学院四川成都610031

为探究半定向T形地下互通立交风网中某支路通风动力hf发生变化时,系统中其他支路风流稳定性变化规律。以通风网络稳定性特征为基础,通过理论推导和通风网络解算,分析半定向T形地下互通立交风网稳定性规律,提出一种定性分析风量变化的方... 详细信息

为探究半定向T形地下互通立交风网中某支路通风动力hf发生变化时,系统中其他支路风流稳定性变化规律。以通风网络稳定性特征为基础,通过理论推导和通风网络解算,分析半定向T形地下互通立交风网稳定性规律,提出一种定性分析风量变化的方法,以建宁西路地下互通风网主隧道e3支路发生交通阻滞为例,研究满足支路需风量要求的射流风机开启方案。研究结果表明:半定向T形地下互通立交风网某支路通风动力hf发生变化时,其他支路风量变化符合简单角联风网的稳定性变化规律;自然风压不变时,可忽略虚边风量变化对风网稳定性的影响;风网中多条支路通风动力hf同时变化,对某一支路风量影响可用简单的数学叠加计算;半定向T形地下互通风网稳定性可通过树的形式分级简化为多个简单角联风网之间的稳定性问题;建宁西路半定向T形地下互通立交风网中匝道e5支路敏感性系数最大为3.33,受风网通风动力hf变化影响最大;主隧道e3支路主导性系数较大为1.91,通风动力hf改变时对其他支路影响较大;主隧道e3支路发生交通阻滞时,e1、e2、e3、e5支路分别开启6、4、9、2台射流风机通风效果最优。

关键词：隧道工程风网稳定性支路分级法稳定性系数通风网络

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等速肌力训练测试仪的人性化设计研究

等速肌力训练测试仪的人性化设计研究

作者：刘振撼东南大学

学位级别：硕士

随着生活水平的逐渐提高,人们对自身的健康也开始愈发的重视,对医疗产品的需求也越来越大,医疗器械行业也开始应运而生。目前,国内的医疗器械行业发展迅速,也取得了一些瞩目的成绩,但是由于研发能力不足、创新意识薄弱等因素,造成市场... 详细信息

随着生活水平的逐渐提高,人们对自身的健康也开始愈发的重视,对医疗产品的需求也越来越大,医疗器械行业也开始应运而生。目前,国内的医疗器械行业发展迅速,也取得了一些瞩目的成绩,但是由于研发能力不足、创新意识薄弱等因素,造成市场竞争力不足,多数国内企业只能在中低端产品市场徘徊,高端市场长期被国外厂商所占据。为扭转这一现状,国内医疗企业纷纷加强对技术的追求,但也正是这种对技术的狂热,导致目前多数国内医疗器械企业只关注于技术上的创新,而忽略了产品的另一个重要因素——人的因素。为此,本文从人性化的角度出发,提出将人性化设计概念融入到医疗器械产品的设计和生产之中,并就等速肌力训练测试仪这一具体医疗产品展开,希望能给未来医疗产品的研究以启示,使得未来医疗产品设计更为人性化,减少因糟糕的设计而给患者带来的痛苦,从而提高产品附加值,进一步提升国内医疗行业的国际竞争力。首先,本文就人性化设计的相关理论进行探讨,为后续产品设计奠定理论基础;接着,就等速肌力训练测试仪这一具体产品开始研究,从而明确大体的产品功能定位;然后,对具体的用户进行研究,分析其特征和具体需求,从而确保后续的设计是用户需要的;之后,在经过整合前期理论的基础上,提出几个设计概念,筛选之后对设计方案加以优化,并就其中的人性化细节加以说明;最后,建立起语义分析法的一套评价体系,通过对所得数据进行统计分析,来评价和验证设计方案的优劣。技术上的创新并非一朝一夕能够解决,但是就人性化设计这块,国内的医疗产品却是可以迅速补齐,甚至超越国外的。相信随着人性化因素的注入,未来国内医疗器械行业的发展会越来越好。

关键词：等速肌力训练测试仪人性化设计医疗器械

基于CFD技术的毗邻隧道污染物窜流特性研究

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地下空间与工程学报 2021年第S1期17卷 474-484页

作者：李杰刘振撼彭俊钦曾艳华彭康夫西南交通大学土木工程学院中广建(北京)塔桅科技安全有限公司

毗邻隧道污染物窜流会引起下游隧道的二次污染,造成通风运营成本和能耗增加。以叶麻尖隧道为工程原型,通过CFD数值模拟软件进行了一系列全尺寸数值计算,研究了毗邻隧道CO、烟尘污染物的窜流特性。结果表明:上游隧道出口风速和下游隧道... 详细信息

毗邻隧道污染物窜流会引起下游隧道的二次污染,造成通风运营成本和能耗增加。以叶麻尖隧道为工程原型,通过CFD数值模拟软件进行了一系列全尺寸数值计算,研究了毗邻隧道CO、烟尘污染物的窜流特性。结果表明:上游隧道出口风速和下游隧道进口风速相等时,风速大小对污染物窜流影响很小;烟尘颗粒的窜流与颗粒粒径有关,0.08μm(超细颗粒物)烟尘的窜流效应要小于粒径颗粒为0.9μm(积聚颗粒物)和5.3μm(粗颗粒物)烟尘的窜流效应,差值为10%左右,后面两者的窜流效应相差不大;变风速工况下,风速比是污染物窜流的决定因素,污染物窜流比随着风速比的增大而增大,风速比小于1.5时,增长趋势较快,接近线性增长,当风速比大于1.5时,增长趋势缓慢,而毗邻隧道污染物窜流的浓度比随着风速比的增大而减小。

关键词：毗邻隧道污染物窜流 Fluent 两相流

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空气幕对地铁隧道火灾温度及流场的影响研究

中国安全科学学报 2021年第7期31卷 157-163页

作者：陶亮亮曾艳华刘振撼彭俊钦周小涵西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 重庆大学土木工程学院重庆400045

为探明空气幕对地铁隧道内温度及流场分布的影响,通过火灾动力学求解器(FDS)研究不同火源热释放速率(HRR)、空气幕射流速度和射流角度下隧道内纵向温度、拱顶最高温度及流场分布。结果表明:火源HRR为10、15和20 MW时,空气幕射流速度至少... 详细信息

为探明空气幕对地铁隧道内温度及流场分布的影响,通过火灾动力学求解器(FDS)研究不同火源热释放速率(HRR)、空气幕射流速度和射流角度下隧道内纵向温度、拱顶最高温度及流场分布。结果表明:火源HRR为10、15和20 MW时,空气幕射流速度至少为16、18和20 m/s才能保证烟气控制效果;当射流角度小于45°时,增大射流角度能加速拱顶温度衰减;当射流角度大于45°时,射流角度对拱顶温度衰减的影响很小;拱顶最高温度随着射流速度增大而减小,随着射流角度的增大而增大,射流角度通过影响火源与空气幕之间的旋涡来改变隧道内的温度分布。

关键词：隧道火灾空气幕温度分布拱顶最高温度流场

水幕排烟系统对烟气控制及排烟效率的影响研究

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中国安全科学学报 2021年第2期31卷 120-126页

作者：陶亮亮王浩然刘振撼周小涵曾艳华西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 重庆大学土木工程学院重庆400045

为探明水幕排烟系统对隧道内烟气控制和排烟效率的影响,通过火灾动力学求解器(FDS)研究不同排烟风量下隧道内烟气、温度和速度分布。结果表明:排烟量小于100 m3/s时,水幕无法有效地阻隔有毒烟气的蔓延;当火源热释放速率(HRR)为10、20及3... 详细信息

为探明水幕排烟系统对隧道内烟气控制和排烟效率的影响,通过火灾动力学求解器(FDS)研究不同排烟风量下隧道内烟气、温度和速度分布。结果表明:排烟量小于100 m3/s时,水幕无法有效地阻隔有毒烟气的蔓延;当火源热释放速率(HRR)为10、20及30 MW时,排烟量分别为100、160和180 m3/s,能将烟气限制在水幕排烟系统内;在水幕的作用下,水幕外的温度分布均满足人员逃生的需要(小于80℃),在水幕排烟系统中烟气控制要比温度控制更为重要;相同火源HRR下,排烟口的排烟效率随着排烟量先增大后减小;排烟口的吸穿效应在水幕排烟系统中很难出现,排烟口吸入位于隧道底部混有大量新鲜空气的烟气是造成排烟效率降低的主要原因。

关键词：水幕排烟系统隧道火灾烟气控制温度分布排烟效率

无纵向风下环境压强对拱顶最高温度影响数值研究

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隧道建设（中英文） 2020年第6期40卷 827-832页

作者：陶亮亮张逸敏刘振撼付孝康周小涵曾艳华西南交通大学交通隧道工程教育部重点实验室四川成都610031 山西静兴高速公路有限公司山西吕梁033500 重庆大学土木工程学院重庆400045

为了给高海拔隧道火灾防灾救援设计提供参考依据,通过火灾动态模拟软件(FDS)建立全尺寸模型隧道,设置5种不同环境压强,研究环境压强对隧道火灾拱顶最高温度的影响。结果表明:1)相同火源热释放速率(HRR)下,拱顶最高温度随着压强降低而增... 详细信息

为了给高海拔隧道火灾防灾救援设计提供参考依据,通过火灾动态模拟软件(FDS)建立全尺寸模型隧道,设置5种不同环境压强,研究环境压强对隧道火灾拱顶最高温度的影响。结果表明:1)相同火源热释放速率(HRR)下,拱顶最高温度随着压强降低而增大;2)环境压强降低引起的空气密度与卷吸强度变化是造成拱顶最高温度变化的主要原因。基于理论分析和数值计算结果,提出考虑环境压强的拱顶最高温度预测模型。预测模型拱顶最高温度与考虑环境压强的无量纲热释放速率的2/3次幂成正比,试验数据验证了预测模型的可靠性。

关键词：隧道火灾拱顶最高温度环境压强烟气卷吸火灾动态模拟软件(FDS)

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重庆市南川区土壤锰元素遥感反演

光谱学与光谱分析 2024年第1期44卷 69-75页

作者：徐天李敬刘振华华南农业大学资源环境学院广东广州510000 广东省土地信息工程技术研究中心广东广州510000

土壤中的锰元素对植物生长起着重要作用,土壤锰含量过高或者缺少都将对植物产生不良影响,因此快速监测土壤中的锰含量尤为重要。目前利用遥感技术监测土壤锰含量的相关研究主要集中在利用土壤光谱估算土壤锰含量,而对于植被常年覆盖的... 详细信息

土壤中的锰元素对植物生长起着重要作用,土壤锰含量过高或者缺少都将对植物产生不良影响,因此快速监测土壤中的锰含量尤为重要。目前利用遥感技术监测土壤锰含量的相关研究主要集中在利用土壤光谱估算土壤锰含量,而对于植被常年覆盖的南方地区,难以从卫星影像中获取土壤光谱。因此,引入植被光谱,探索植被覆盖区域土壤锰元素的快速监测方法。首先从Landsat 8影像中提取11种植被光谱指标,并运用皮尔逊相关系数(Pearson correlation coefficient)结合方差膨胀因子(VIF)筛选出最佳植被光谱指标;在此基础上,利用偏最小二乘回归(PLSR)、多元逐步回归(MSR)和BP神经网络(BPNN)算法构建最佳植被光谱指标与土壤锰元素之间的光谱响应模型,分析比较三个模型的估算效果从而确定最佳反演模型;最后,基于最佳反演模型进行土壤锰含量空间制图。以重庆市南川区为例,研究结果表明:3个植被光谱指标(比值植被指数,归一化植被指数和可见光大气阻抗植被指数)被确定为土壤锰元素最佳的光谱响应指标;BPNN光谱响应模型(R^(2)为0.78,RMSE为334.24,RPD为2.13)为土壤锰含量最佳反演模型,其土壤锰含量的制图精度(R^(2)为0.69,RMSE为567.64,RPD为1.30)。表明通过植被光谱指标反演土壤锰含量可行,该研究为区域尺度的土壤锰含量监测开拓了新思路。

关键词：植被光谱指标土壤锰元素 BPNN 光谱响应指标筛选最佳反演模型