本书是作者近年来在地下工程通风问题数值模拟分析方面进行理论研究和实际应用的成果总结。全书共分6章,第一章简要叙述了数值模拟的发展及其研究现状,分析了地下工程通风问题的特点及其数值模拟方法;第二章介绍了FLUENT软件的特点及应用领域、数值计算方法及地下工程通风问题的数值模拟步骤;第三章介绍了隧道通风模型实验的相似理论及纵向通风实验结果;第四章介绍了采用Fluent软件对四种不同的风机串联模式下隧道内风速和压力分布情况的数值模拟成果;第五章给出了隧道洞口外静风和有风的情况下废气的扩散情况的数值模拟结果;第六章介绍了煤矿采场有瓦斯涌出情况下的通风模拟理论和方法;第七章介绍了采空区瓦斯运移规律数值模拟成果。
19世纪是桥的世纪,20世纪是高层建筑的世纪,而21世纪是地下工程的世纪。特别是随着城市的快速发展,资源的过度开发,必然会带来环境污染、能源紧张、交通拥挤和水资源短缺等严重问题,因此人们不得不向地下要生存空间,以缓解土地资源紧张而带来的压力。地下工程在我国资源开发、城市建设、交通工程和可持续发展中将发挥不可替代的作用。
地下工程是指在岩体或土层中修建的通道和各种类型的地下建筑物,包括交通运输方面的铁路、道路、运河隧道,以及地下铁道和水底隧道等;工业和民用方面的市政、防空、采矿、储存和生产等用途的地下工程等;军用方面的各种国防坑道等;水利发电工程方面的地下发电厂房以及其他各种水工隧洞等。
地下工程具有恒温、恒湿、隔热、遮光、气密、隐蔽、安全等诸多优点,但同时也具有相对封闭,与地表联系通道很少等特点。地下工程通风担负着向地下空间供给新鲜空气、排除有害气体以及粉尘和炮烟等有害物质,为地下工程建造和运营提供所需的空气环境的重要作用。地下工程通风不仅是地下工程的重要组成部分,而且也是必不可少的劳动保护措施,又是改善地下环境的安全技术手段,对保护建造期间作业人员以及运营期间的人员健康与安全和发展地下工程都有着重要的现实意义。
本书是作者近年来在地下工程通风问题数值模拟分析方面进行理论研究和实际应用的成果总结。主要是以煤矿采煤工作面通风和隧道运营通风为研究对象,在国内外文献调研的基础上,通过渗流力学、岩石力学、采矿工程等多学科交叉,采用理论分析、模型试验和数值计算相结合的方法,建立了地下工程通风的数学力学模型,通过模型实验和数值模拟结合的方法,揭示了地下工程通风的基本规律,给出了通风优化设计的方法和结果。
全书共分7章,第1章简要叙述数值模拟的发展及其研究现状,分析地下工程通风问题的特点及其数值模拟方法;第2章介绍Fluent软件的特点及应用领域、数值计算方法及地下工程通风问题的数值模拟步骤;第3章介绍隧道通风模型实验的相似理论及纵向通风实验结果;第4章介绍采用Fluent软件对4种不同的风机串联模式下隧道内风速和压力分布情况的数值模拟成果;第5章给出隧道洞口外静风和有风的情况下废气的扩散情况的数值模拟结果;第6章介绍煤矿采场有瓦斯涌出情况下的通风模拟理论和方法;第7章介绍采空区瓦斯运移规律数值模拟成果。