隧道入口侧风条件下高速铁路隧道内流场特性
发布时间:2018-01-19 06:30
本文关键词: 高速列车 隧道 压缩波 速度 侧风 出处:《西南交通大学学报》2017年04期 论文类型:期刊论文
【摘要】:为了保证高速列车在隧道入口有侧风环境中的安全,采取数值分析的方法,建立高速列车进入隧道口存在侧风时的三维可压缩、粘性、非稳态湍流数学模型,研究了当隧道洞口有无侧风和隧道洞口侧风速度变化时隧道内的压力变化以及隧道内活塞风的变化规律.研究结果表明:隧道入口存在侧风时,隧道内测点先出现负压力峰值,后逐渐上升到正压力峰值;随着压缩波的向前传播,波形逐渐分化成两个波峰,并且压缩波越往前传播,第一个波峰逐渐消失,第二个波峰得到加强,其波峰的正压峰值超过无侧风时的最大正压峰值;隧道内速度场出现明显的非对称性,隧道内靠近迎风一侧的环状空间的列车风比背风一侧环状空间的小,背风一侧隧道入口处出现比较明显的涡流,侧风速度越大,最大负压值绝对值越大,隧道内测点的最大正压值、最大负压值均与侧风的速度成正比;当列车速度为350 km/h,侧风速度到达40 m/s时,隧道内活塞风的速度可达21.8 m/s,隧道内的压缩波的最大负压值可达-6 547 Pa.
[Abstract]:In order to ensure the safety of high-speed train in tunnel entrance crosswind environment, a three-dimensional compressible, viscous and unsteady turbulent mathematical model of high-speed train entering tunnel entrance with crosswind is established by numerical analysis. The variation of pressure and piston wind in the tunnel with or without crosswind at the tunnel entrance and the variation of the velocity at the tunnel entrance are studied. The results show that the crosswind exists at the entrance of the tunnel. The peak value of negative pressure appears at first and then rises to the peak value of positive pressure. With the forward propagation of the compression wave, the waveform gradually differentiated into two peaks, and the compression wave propagated forward, the first wave peak gradually disappeared, and the second wave peak was strengthened. The peak value of the wave peak is higher than that of the maximum barotropic peak in the absence of cross-wind. There is obvious asymmetry in the velocity field in the tunnel. The train wind in the annular space near the upwind side is smaller than that in the leeward side, and the eddy current appears at the entrance of the tunnel on the leeward side. The greater the crosswind velocity, the greater the absolute value of the maximum negative pressure. The maximum positive pressure of the measured point in the tunnel is proportional to the velocity of the crosswind. When the train speed is 350 km / h and the crosswind velocity reaches 40 m/ s, the velocity of the piston wind in the tunnel can reach 21.8 m / s. The maximum negative pressure of the compressed wave in the tunnel is up to 6-547 Pa.
【作者单位】: 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室;北京交通大学土木建筑工程学院;
【基金】:国家863计划资助项目(2011AA11A103) 国家自然科学基金资助项目(51678036,51178030)
【分类号】:U451.3
【正文快照】: 100044)高速列车进入隧道时在隧道内及隧道出口产生气动效应[1-4],广大研究工作者对这种气动效应的原因进行了大量的理论分析[5-8]、数值模拟[9-15]、模型试验[16-20]以及现场测试工作[21-23],并取得了大量的研究成果,这些研究成果为我国高速铁路隧道的设计及施工提供了理论依
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,本文编号:1443077
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