[发明专利]一种顶部开口的城市公路隧道内部三维逐时压力分布算法

摘要

一种顶部开口的城市公路隧道内部三维逐时压力分布算法，隧道顶部开口时会对隧道内的压力产生衰减影响，设顶部开口的中心位置坐标为Oj(Ojx,Ojy,Ojz)，则顶部开口的对隧道内部任一点压力的衰减系数为ψj；将压力衰减系数ψj代入三维压力分布计算公式，可以得到顶部开口的城市公路隧道内部三维逐时压力分布计算结果。本发明的方法给出了城市浅埋公路隧道内的三维逐时压力分布情况，由于公路隧道顶部自然通风的动力来源于隧道内外的压力差，因此根据本发明的算法，不仅可以计算任意时刻车流在隧道内所形成的压力分布，也可以计算不同顶部开口布置方式对隧道内部压力分布的影响，从而为顶部开口设计提供依据。

主权项

1.一种顶部开口的城市公路隧道内部三维逐时压力分布算法，其特征是它包括以下步骤：(1)、隧道顶部开口时会对隧道内的压力产生衰减影响，设顶部开口的中心位置坐标为Oj(Ojx,Ojy,Ojz)，则顶部开口的对隧道内部任一点压力的衰减系数ψj为： ψ j = 1 - 1 E x p ( kC j ) ]]>其中，j表示隧道顶部开口的位置序号，Ojx,Ojy,Ojz分别表示隧道顶部开口j在长度、宽度和高度方向的坐标；k为隧道空间压力分布系数，与隧道的结构形式有关，范围为0.6～1.0，Cj表示计算点和顶部开口中心位置的距离；(2)、将压力衰减系数ψj代入三维压力分布计算公式，可以得到顶部开口的城市公路隧道内部三维逐时压力分布计算公式： P ( x , y , z , t ) = Σ i = 1 n ( P A E x p ( kA i ) + P B E x p ( kB i ) ) Π j = 1 m ψ j ]]>其中，x,y,z分别表示隧道内部任一计算点在隧道长度、宽度和高度方向的坐标，t表示车流行驶时间，前述车流行驶时间以车流中首辆汽车的头部达到隧道口入口时为时间零点计算，i为车辆编号，n表示一次车流中的车辆数量，PA表示汽车头部的最大理论正压，PB表示车尾的最大理论负压；Ai和Bi分别表示计算点到第i辆车的车头和车尾的距离，m表示隧道顶部开口的数量，j为隧道顶部开口编号。