TUNNEL NETS & TRAINS (TNT)
Zusammenfassung
TNT, die Abkürzung von Tunnel Nets & Trains, ist eine Software, die speziell für die numerische Simulation von instationären kompressiblen Fluidströmungen in Tunnelnetzen entwickelt wurde.
TNT kann verwendet werden, um Netzwerken von hoher Komplexität zu modellieren. Diese Netzwerke können Druckentlastungskanäle, Belüftungsschächte, mehrfach Verbindungen und Verzweigungen sowie eine beliebige Anzahl von Öffnungen zur Aussenwelt oder perforierte Wände in Portalnähe umfassen.
Beispiel für ein mit TNT gelöstes unterirdisches Tunnelnetz
TNT berechnet die eindimensionale (1D) Formulierung der Navier-Stokes-Gleichungen für kompressible Fluide (Massen-, Impuls- und Energieerhaltung), einschließlich Auftriebseffekte. Zusätzliche Erhaltungsgleichungen werden für die Simulation von reaktiven Strömungen und zur Berücksichtigung von Änderungen der Luftfeuchtigkeit berechnet.
TNT berechnet zu jeder Zeit und an jedem Punkt die physikalischen Größen wie Druck, Dichte, Geschwindigkeit, Teilchenkonzentration (z. B. Rauch oder Schadstoffe), Luftfeuchtigkeit und Temperatur (im Fluid und in den festen Wänden des Netzwerks) in Abhängigkeit von:
- Viskositätseffekte verursacht durch fluiddynamische Grenzschichten und Modelle zur Berechnung von lokalen Druckabfällen.
- Die Bewegung einer beliebigen Anzahl von festen Objekten, wie z. Züge mit niedriger und hoher Geschwindigkeit, Straßenfahrzeuge oder Fußgänger;
- Auftriebseffekte verursacht durch die Neigung des Tunnels und Dichteunterschiede.
- Der Betrieb von komplexen Lüftungssystemen, einschließlich Schächten, Ventilatoren, Klimaanlagen oder anderen elektromechanischen Geräten;
- Die Entwicklung der atmosphärischen Bedingungen an den offenen Enden des Netzes, die durch meteorologische Daten oder Vorhersagen definiert sind;
- Die thermischen Bedingungen des Bodens um das Netzwerk herum.
TNT umfasst ein Modell, das dreidimensionale Effekte berücksichtigt, die am Kopf und im Gefolge von fahrenden Fahrzeugen lokalisiert sind, was besonders für Hochgeschwindigkeitszüge wichtig ist.
TNT kann die Entwicklung von Bränden simulieren, die entweder in Verbindung mit Tunneln stehen oder sich mit Fahrzeugen bewegen. Sie kann auch die resultierende Rauchausbreitung simulieren und dabei existierende Lüftungs- und Klimaanlagen berücksichtigen.
TNT kann auch die Wärmeübertragung mit den Tunnelwänden und dem Gelände berücksichtigen, wobei die räumliche und zeitliche Temperaturentwicklung über eine Dicke von mehreren Metern berechnet wird.
