高速磁浮交通隧道洞口开口型缓冲结构气动效应研究
发布时间：2021-03-20 07:46
时速600公里磁浮实验样车下线,标志着我国在高速磁浮交通关键技术领域取得了重要阶段性成果。由于我国已运营的磁浮线路没有隧道,对高速磁浮隧道洞口微气压波研究的较少。隧道洞口微气压波幅值与列车速度的3次方近似成正比关系,当磁浮列车以600公里的速度通过隧道时,产生的微气压波是非常剧烈的,会严重地影响隧道周围居民的生活环境,因此在微气压波减缓方面进行研究对我国高速磁浮铁路的发展具有重要的意义。同时,微气压波的幅值与隧道出口端初始压缩波的最大压力梯度成正比,而在隧道入口设置开孔型的缓冲结构能够有效地减缓初始压缩波的最大压力梯度。本文以我国下线的高速磁浮实验样车模型和净空面积为140m2的单洞复线隧道为研究对象,采用计算流体力学（CFD）软件STAR-CCM+进行数值模拟仿真,采用重叠网格（overset）真实模拟列车进入隧道的过程。利用雷诺时均（RANS）湍流模拟方法和SST k-ω两方程湍流模型求解磁浮列车高速行驶时引起空气三维、非定常、可压缩湍流流动信息。论文开展的主要研究内容如下:（1）以高速磁浮列车进入无缓冲结构平直隧道为研究对象,分析了磁浮列车进入隧道时初始压缩...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高速轮轨列车和高速磁悬浮列车
诵星愀参榷ㄐ?7空气阻力节能和速度牵引问题8气动噪声影响车内及沿线环境列车隔音与降噪1.3.1隧道洞口微气压波当高速磁浮列车突入隧道时，流动空间受到限制，隧道内的空气只能沿着列车壁面和隧道壁面侧向或者向上两个方向流动，再加上空气具有流体特有的粘性以及可压缩性，使得该区域的空气压力增大。当这些空气增压后，又迫使相邻静止的空气向前运动，这些空气又产生压力增量，这样一层层地传递下去，在磁浮列车头车前方隧道空间内产生一排排波阵面，这些波阵面就称之为初始压缩波。该压缩波以当地声速沿隧道向出口传图1.6隧道出口微压波的产生过程播，一部分会以膨胀波的形式反射传播到隧道入口，另一部分会从隧道出口以脉冲波的形式辐射到环境中，这种脉冲波称之为隧道出口微气压波[4-5]。初始压缩波在隧道传播列车隧道入口初始压缩波的产生压缩波传播压缩波传播到出口微气压波隧道出口
高速磁浮交通隧道洞口开口型缓冲结构气动效应研究-8-结构压缩波压力梯度峰值减缓17%，张雷[54]等人基于中南大学动模型，如图1.13，研究图1.9新吉坪隧道洞口缓冲结构图1.10德国Erfurt-Halle隧道了直墙式、等环斜切式、帽檐斜切式及组合式缓冲结构对隧道气动性能的影响。图1.11帽檐斜切式缓冲结构图1.12倒切式缓冲结构（a）列车动模型（b）切式缓冲洞门模型图1.13中南大学动模型实验装置英国正在建设设计速度为400公里高铁2号线，为了防止HS2线路音爆现象的发生，Sturt[55]采用动模型实验研究，提出了一种新型的缓冲结构如图1.14所示，与传统的缓冲结构相比较这种缓冲结构具有如下特点：（1）增加了长度以适用于高速线路（设计
【参考文献】：
期刊论文
[1]间缝式开口隧道缓冲结构气动特性分析[J]. 王英学,常乔磊,任文强,张罗逊. 铁道科学与工程学报. 2018(01)
[2]时速300～350km高速铁路双线隧道微气压波激化作用及缓解措施研究[J]. 吴剑,史宪明,万晓燕. 土木工程学报. 2017(S2)
[3]日本磁悬浮列车创造600km/h速度纪录[J]. 李晓琳. 国外铁道车辆. 2016(06)
[4]高速铁路隧道气动效应研究存在的问题及展望[J]. 马伟斌,程爱君,郭小雄,吴敏敏,张千里. 铁道标准设计. 2013(11)
[5]高速铁路隧道洞口微气压波影响因素与变化规律研究[J]. 马伟斌,张千里,程爱君,郭小雄,王立军,刘艳青. 铁道学报. 2013(05)
[6]缓冲结构减缓高速铁路隧道出口微压波数值比较[J]. 耿烽,张倩,梅元贵. 交通运输工程学报. 2006(03)
[7]基于无限大障板圆形活塞辐射原理的隧道微压波计算方法[J]. 梅元贵,许建林,耿烽,周朝晖,李刚. 铁道学报. 2006(04)
[8]喇叭型隧道入口的空气动力学特性的试验研究[J]. 赵文成,高波,王英学,琚娟. 四川大学学报(工程科学版). 2004(04)
[9]高速列车隧道会车压力波的数值模拟[J]. 梅元贵,余南阳. 兰州铁道学院学报. 1998(04)
[10]轮轨系统高速列车与磁悬浮列车的主要技术经济比较[J]. 邵丙衡,陶生桂,庄红元. 机车电传动. 1997(02)
博士论文
[1]高速铁路隧道压缩波演变特性与微压波研究[D]. 王宏林.西南交通大学 2016
[2]高速铁路隧道缓冲结构的理论和试验研究[D]. 赵文成.西南交通大学 2004
本文编号：3090622
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
高速轮轨列车和高速磁悬浮列车
诵星愀参榷ㄐ?7空气阻力节能和速度牵引问题8气动噪声影响车内及沿线环境列车隔音与降噪1.3.1隧道洞口微气压波当高速磁浮列车突入隧道时，流动空间受到限制，隧道内的空气只能沿着列车壁面和隧道壁面侧向或者向上两个方向流动，再加上空气具有流体特有的粘性以及可压缩性，使得该区域的空气压力增大。当这些空气增压后，又迫使相邻静止的空气向前运动，这些空气又产生压力增量，这样一层层地传递下去，在磁浮列车头车前方隧道空间内产生一排排波阵面，这些波阵面就称之为初始压缩波。该压缩波以当地声速沿隧道向出口传图1.6隧道出口微压波的产生过程播，一部分会以膨胀波的形式反射传播到隧道入口，另一部分会从隧道出口以脉冲波的形式辐射到环境中，这种脉冲波称之为隧道出口微气压波[4-5]。初始压缩波在隧道传播列车隧道入口初始压缩波的产生压缩波传播压缩波传播到出口微气压波隧道出口
高速磁浮交通隧道洞口开口型缓冲结构气动效应研究-8-结构压缩波压力梯度峰值减缓17%，张雷[54]等人基于中南大学动模型，如图1.13，研究图1.9新吉坪隧道洞口缓冲结构图1.10德国Erfurt-Halle隧道了直墙式、等环斜切式、帽檐斜切式及组合式缓冲结构对隧道气动性能的影响。图1.11帽檐斜切式缓冲结构图1.12倒切式缓冲结构（a）列车动模型（b）切式缓冲洞门模型图1.13中南大学动模型实验装置英国正在建设设计速度为400公里高铁2号线，为了防止HS2线路音爆现象的发生，Sturt[55]采用动模型实验研究，提出了一种新型的缓冲结构如图1.14所示，与传统的缓冲结构相比较这种缓冲结构具有如下特点：（1）增加了长度以适用于高速线路（设计
【参考文献】：
期刊论文
[1]间缝式开口隧道缓冲结构气动特性分析[J]. 王英学,常乔磊,任文强,张罗逊. 铁道科学与工程学报. 2018(01)
[2]时速300～350km高速铁路双线隧道微气压波激化作用及缓解措施研究[J]. 吴剑,史宪明,万晓燕. 土木工程学报. 2017(S2)
[3]日本磁悬浮列车创造600km/h速度纪录[J]. 李晓琳. 国外铁道车辆. 2016(06)
[4]高速铁路隧道气动效应研究存在的问题及展望[J]. 马伟斌,程爱君,郭小雄,吴敏敏,张千里. 铁道标准设计. 2013(11)
[5]高速铁路隧道洞口微气压波影响因素与变化规律研究[J]. 马伟斌,张千里,程爱君,郭小雄,王立军,刘艳青. 铁道学报. 2013(05)
[6]缓冲结构减缓高速铁路隧道出口微压波数值比较[J]. 耿烽,张倩,梅元贵. 交通运输工程学报. 2006(03)
[7]基于无限大障板圆形活塞辐射原理的隧道微压波计算方法[J]. 梅元贵,许建林,耿烽,周朝晖,李刚. 铁道学报. 2006(04)
[8]喇叭型隧道入口的空气动力学特性的试验研究[J]. 赵文成,高波,王英学,琚娟. 四川大学学报(工程科学版). 2004(04)
[9]高速列车隧道会车压力波的数值模拟[J]. 梅元贵,余南阳. 兰州铁道学院学报. 1998(04)
[10]轮轨系统高速列车与磁悬浮列车的主要技术经济比较[J]. 邵丙衡,陶生桂,庄红元. 机车电传动. 1997(02)
博士论文
[1]高速铁路隧道压缩波演变特性与微压波研究[D]. 王宏林.西南交通大学 2016
[2]高速铁路隧道缓冲结构的理论和试验研究[D]. 赵文成.西南交通大学 2004
本文编号：3090622
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