高速列車在隧道內(nèi)會(huì)車過(guò)程的氣動(dòng)特性研究.pdf

1、隨著高速鐵路的飛速發(fā)展，線路技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的更高要求使得隧道工程的數(shù)量有較大增加。高速列車進(jìn)入隧道時(shí)，列車周圍的空氣壓力由于突然受到隧道有限空間的約束而在短時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生巨大變化，造成行車阻力加大，旅客乘車舒適度下降，在隧道出口產(chǎn)生微氣壓波等空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)。高速列車在隧道內(nèi)會(huì)車過(guò)程中所產(chǎn)生的壓力瞬間變化比單列車通過(guò)隧道時(shí)要更劇烈，由此產(chǎn)生的瞬變壓力、空氣阻力、橫向氣動(dòng)力、微氣壓波、氣動(dòng)噪聲等更為嚴(yán)重和復(fù)雜，對(duì)高速列車在隧道內(nèi)會(huì)車產(chǎn)生的氣動(dòng)特性進(jìn)行

2、深入全面的研究就顯得極為必要。
　　 基于三維、非定常、可壓縮、粘性流體流動(dòng)N-S方程和k～ε兩方程紊流模型，采用有限體積法仿真分析了高速列車在隧道內(nèi)會(huì)車時(shí)壓力和氣動(dòng)力的變化。采用多工況計(jì)算，分析了車速、隧道長(zhǎng)度、列車編組長(zhǎng)度、隧道橫斷面積、列車在隧道會(huì)車位置等影響因素對(duì)高速列車在隧道內(nèi)會(huì)車時(shí)車體和隧道壁面的壓力變化及列車所承受的氣動(dòng)力變化，得出了壓力和氣動(dòng)力的變化與影響因素的關(guān)系，提出了改進(jìn)建議。另外，研究了洞口效應(yīng)對(duì)列車在隧

3、道內(nèi)會(huì)車時(shí)產(chǎn)生的壓力變化的影響；研究了緩沖結(jié)構(gòu)對(duì)壓力和氣動(dòng)力變化的影響。
　　 研究結(jié)果表明，高速列車在隧道內(nèi)會(huì)車產(chǎn)生的瞬變壓力確系洞口效應(yīng)產(chǎn)生的壓縮波和膨脹波的傳遞、反射，并與會(huì)車壓力波疊加所形成復(fù)雜波系共同起作用的結(jié)果，并受到多種因素的影響。瞬變壓力與車速的冪函數(shù)冪值大于2，并隨著隧道長(zhǎng)度的增加而微弱減??；隧道長(zhǎng)度為列車長(zhǎng)度的2～4倍時(shí)，壓力變化幅值較大；當(dāng)兩列車以350～400km/h的車速在橫斷面積為100m2的隧道內(nèi)會(huì)