NUMERICAL INVESTIGATION OF THE EFFECT OF CURVE RADIUS IN ROAD TUNNELS ON THE DISTRIBUTION OF CARBON MONOXIDE EMITTED BY VEHICLES
KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi, vol.29, no.1, pp.198-217, 2026 (TRDizin)
- Publication Type: Article / Article
- Volume: 29 Issue: 1
- Publication Date: 2026
- Doi Number: 10.17780/ksujes.1794216
- Journal Name: KSÜ Mühendislik Bilimleri Dergisi
- Journal Indexes: TR DİZİN (ULAKBİM)
- Page Numbers: pp.198-217
- Karadeniz Technical University Affiliated: Yes
Abstract
In this study, the three-dimensional flow fields within two-lane tunnels, one consisting of a 500 m long straight tunnel containing vehicle and two different curves formed by 500 m long arc segments of two circles with radii R=950 m and R=1900 m, were solved time-dependently using the Standard k -ε turbulence model. Numerical solutions were performed for a vehicle speed of 70 km/h (19.4 m/s) (for a vehicle count of 26), yielding the velocity distributions and carbon monoxide distributions within the tunnel. In curved tunnels with vehicles, the difference in speed values between the convex and concave regions increases as the curve radius increases. Carbon monoxide values decrease as the curve radius increases. Carbon monoxide effect is concentrated on the concave side of the tunnels. The results obtained using the Standard k-ε model in the numerical study show good agreement with the experimental data.
Bu çalışmada, içerisinde taşıt bulunan 500 m uzunluğundaki iki şeritli düz bir tünel ve R=950 m ve R=1900 m yarıçap değerlerine sahip iki çemberin 500 m uzunluğundaki yay parçalarıyla oluşan iki farklı kavise sahip iki şeritli iki tünel içerisindeki üç boyutlu akış alanları zaman bağımlı olarak Standart k-ε türbülans modeli ile çözülmüştür. Taşıt hızının 70 km/saat değeri için (taşıt sayısının 26 değeri için) gerçekleştirilen sayısal çözümlerle, tünel içerisindeki hız dağılımları ve karbonmonoksit dağılımları elde edilmiştir. Taşıtlı kavisli tünellerde, dış bükey ve iç bükey bölgelerde hız değerlerindeki fark kavis yarıçapı arttıkça artmaktadır. Artan kavis yarıçapı ile birlikte karbonmonoksit değerleri azalmaktadır. Tünellerin iç bükey tarafında karbonmonoksit yoğunluğu daha fazla olmaktadır. Sayısal çalışmada kullanılan Standart k-ε modeli ile elde edilen sonuçlar deneysel verilerle iyi bir uyum göstermektedir.