隧道是一个相对封闭的区域,正常运营时,通风系统负责稀释隧道内污染物,保证空气质量;发生火灾时,控制烟气流动,为救援提供有利环境条件。因此,通风系统在隧道工程中有着重要地位,具有较高的研究价值。目前地下隧道大多采用变截面等静压通风方式,对于地下大型隧道通风系统来说,通风系统各断面是否处于同一高度对通风特性有重要影响,由于通风系统断面尺寸较大,变截面通风系统安装工作量大且很难保证各断面中心处于同一高度,因此,本文尝试提出一种可应用于隧道横向或半横向通风的基于通风均流器的等截面通风系统解决上述工程难题,采取CFD数值模拟分析了通风均流器的工作流量特性,研究了主风管风速、主风管宽高比、风口数量等关键因素对等截面通风系统送风均匀性、阻力性能和单位风量耗功率的影响,为基于通风均流器的等截面通风系统应用于隧道工程打下理论基础。本文采用ICEMCFD对通风均流器送风模型进行几何绘制及网格划分,Fluent进行送风模拟计算,获得了通风均流器的工作流量特性,本文所述通风均流器的理想流量特性可视为快开流量特性。基于通风均流器工作流量特性,数值模拟并验证模拟研究方法的正确性和等截面通风系统均匀送风特性。研究发现,本文采用的模拟研究方法正确,在主风管风速9.7 m/s时,各风口最低风速4.45 m/s,最高风速4.96 m/s,平均风速4.63 m/s,最大偏差7%,各风口风速标准差为0.16,等截面通风系统能实现均匀送风。为得到主风管风速对系统送风均匀性的影响,本文研究了主风管风速分别为6.5m/s、7.5m/s、9.7m/s、10.5 m/s、12m/s时系统的送风均匀特性及通风均流器的阻力系数,研究发现,通风均流器阀片角度β恒定时,系统送风均匀性随着主风管风速的增大而小幅降低,风速对系统送风均匀性影响较小;当风速大于6.5 m/s时,通风均流器阻力系数随着阀片角度的增大而减小,与雷诺数Re无关;主风管风速由6.5 m/s增大至12 m/s时,单位风量耗功率由0.18 W/(m3/h)增至0.61 W/(m3/h),单位风量耗功率随风速增大而增大。为得到主风管宽高比对系统送风均匀性的影响,本文研究了等截面通风系统6 种主风管宽高比(800:630、1250:630、1600:630、1250:1000、1600:1000、2000:1000)的均匀送风特性及通风均流器的阻力系数,研究发现,随着主风管宽高比的增加,各风口风速标准差范围为0.22～0.34,主风管宽高比对系统送风均匀性影响较小,在通风均流器阀片角度β恒定时一定时,通风均流器阻力系数随主风管宽高比的增加而减小;主风管宽高比由1.25增大至2.54时,单位风量耗功率由0.63 W/(m3/h)降至0.01 W/(m3/h),单位风量耗功率随主风管宽高比增大而减小。为得到主风管风口数量对系统送风均匀性的影响,本文研究了设置6种不同风口数量(N=7、8、9、10、11、12)时系统均匀送风特性及通风均流器的阻力系数,研究发现,当风口数量N=7～12,通风均流器阀片角度β一定时,随着风口数量的减少,系统送风均匀性减小,通风均流器的阻力系数随之降低,风口数量N由7增大至12时,单位风量耗功率由0.03 W/(m3/h)增至0.05 W/m3/h),单位风量耗功率随风口的增加而增大。综上,通风均流器能够使等截面通风系统实现均匀送风,主风管风速和宽高比对等截面通风系统均匀送风特性影响很小,风口数量对均匀送风影响最大,工程应用时需重点关注风口数量对均匀性的影响,主风管风速显著影响单位风量耗功率,风管宽高比和风口数量变化对单位风量耗功率影响较小。