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高速列车隧道交会压力波特性

发布时间:2018-07-23 20:38
【摘要】:采用基于有限体积方法的计算流体力学软件,建立了列车几何模型和非定常可压缩湍流的三维流动模型,对高速列车隧道内等速和不等速交会的全过程进行了数值模拟。在软件的任意滑移界面动网格技术中嵌入了列车光滑启动方法,研究了列车交会过程中隧道断面的压力波动、流速变化和压力波的形成过程。研究结果表明:基于三维流动模型的计算结果能够清晰地展示高速列车隧道内交会时的压力场与速度场变化情况,同一隧道横截面上各点的压力波动趋势与断面压力均值的波动趋势虽然一致,但不同测点的压力差异较大,最大可达53.5%;等速交会时隧道中央的交会压力变化幅值最大,负压峰值达到约-7kPa;不等速交会时高速列车车体正压峰值与负压峰值均随低速列车速度的减小而减小,而低速列车比高速列车的正压峰值大约1.5kPa;两列车鼻尖交会处的隧道断面压力波负压峰值与低速列车速度的二次方近似成正比。
[Abstract]:The three-dimensional flow model of the geometric model of train and unsteady compressible turbulence is established by using the computational fluid dynamics software based on the finite volume method. The whole process of equal speed and unequal speed intersection in the tunnel of high speed train is numerically simulated. The smooth start method of train is embedded in the dynamic grid technology of arbitrary slip interface in software. The pressure wave, velocity change and pressure wave formation process in tunnel cross section are studied in the course of train intersection. The results show that the pressure field and velocity field in the tunnel intersection can be clearly displayed on the basis of the three-dimensional flow model, and the pressure fluctuation trend of each point on the same tunnel cross section and the pressure fluctuation trend of the same tunnel cross section are clearly shown. Although the fluctuating trend of the mean value of the section pressure is consistent, the pressure difference between the different measuring points is larger and the maximum can reach 53.5%. The peak value of the intersection pressure of the tunnel is maximum and the negative pressure peak reaches about -7kPa when the speed of the intersection is equal, and the peak and negative pressure peak of the train body of the high speed train decreases with the decrease of the speed of the low speed train. The positive pressure peak of the low speed train is about 1.5kPa, and the pressure peak value of the tunnel section pressure wave at the intersection of the two train is approximately proportional to the two square of the speed of the low speed train.
【作者单位】: 兰州交通大学机电工程学院;
【基金】:国家自然科学基金项目(51065013) 国家973计划项目(2011CB711101)
【分类号】:U451.3;U270.11

【参考文献】

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【共引文献】

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本文编号:2140574

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