阶梯型缓冲结构对隧道气动效应影响的研究
发布时间：2023-03-04 10:51
高速列车驶入隧道过程中,车前产生初始压缩波传播至隧道出口端,并向外辐射形成微气压波,对隧道内、外环境和附近居民生活产生严重影响。列车通过隧道过程中形成隧道压力波,传入车内,会影响乘客的乘坐舒适性。因此,研究减缓高铁隧道气动问题具有现实意义和实用价值。隧道入口处加设阶梯型缓冲结构,可以有效的增大初始压缩波波前的厚度,加大压力曲线上升的时间,降低压力梯度峰值,减缓隧道内、外的气动效应。缓冲结构的形式多种多样,本文基于三维、可压缩、非定常N-S方程,利用滑移网格模拟出列车-隧道的相对运动过程,以京沪高铁西渴马二号隧道为例,研究阶梯型缓冲结构参数变化对隧道内、外气动效应的影响,主要完成以下工作:(1)建立阶梯型缓冲结构三维数值模型,利用滑移网格模拟高速列车-隧道的相对运动过程,分析缓冲机理,研究缓冲效果。(2)通过变化阶梯型缓冲结构的长度lh、阶数n、各阶截面比α和入口截面积AE,模拟计算隧道内初始压缩波及其压力梯度,分析缓冲效果,研究阶梯型缓冲结构的构造参数对隧道气动效应的影响。(3)分别对等长阶梯型和等比阶梯型两种缓冲结构进行具体研究,对比初始压缩波及其压力梯度,分析缓冲效果。经对比分析发...
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 高速铁路的发展
1.1.2 研究目的
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文的研究内容及研究方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
2 计算流体力学基本理论
2.1 基本控制方程
2.1.1 连续性方程
2.1.2 运动方程
2.1.3 物态方程
2.2 滑移网格技术
2.3 数值计算模型的建立
2.3.1 数值模型的建立
2.3.2 计算区域与网格划分
2.3.3 初始条件和边界条件
2.4 数值计算模型的验证
2.4.1 经验公式
2.4.2 模型验证
2.5 本章小结
3 隧道压力波动分析
3.1 隧道气动效应的形成机理
3.1.1 高速列车隧道内运行的气动特征
3.1.2 初始压缩波波前特征
3.2 列车高速驶过无缓冲结构隧道的气动分析
3.2.1 理论分析
3.2.2 数值模拟
3.3 列车高速驶过有缓冲结构隧道的气动分析
3.3.1 理论分析
3.3.2 数值模拟
3.4 缓冲结构作用分析
3.5 本章小结
4 阶梯型缓冲结构作用效果研究
4.1 长度LH对隧道气动效应的影响
4.1.1 缓冲结构工况参数
4.1.2 隧道内压力和压力梯度变化
4.1.3 缓冲效果分析
4.2 阶数N对隧道气动效应的影响
4.2.1 20m缓冲结构变阶数
4.2.2 30m缓冲结构变阶数
4.2.3 40m缓冲结构变阶数
4.3 各阶截面积比对隧道气动效应的影响
4.3.1 缓冲结构工况参数
4.3.2 隧道内压力和压力梯度变化
4.3.3 缓冲效果分析
4.4 入口截面积AE对隧道气动效应的影响
4.4.1 缓冲结构工况参数
4.4.2 隧道内压力和压力梯度变化
4.4.3 缓冲效果分析
4.5 本章小结
5 阶梯型缓冲结构形式对气动效应的影响
5.1 阶梯型缓冲结构的形式
5.1.1 等长阶梯型缓冲结构
5.1.2 等比阶梯型缓冲结构
5.2 等长阶梯型缓冲结构的缓冲效果
5.2.1 等长阶梯型缓冲结构工况参数
5.2.2 隧道内压力和压力梯度变化
5.2.3 缓冲效果分析
5.3 等比阶梯型缓冲结构的缓冲效果
5.3.1 等比阶梯型缓冲结构工况参数
5.3.2 隧道内压力和压力梯度变化
5.3.3 缓冲效果分析
5.4 本章小结
6 结论
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
本文编号：3754154
【文章页数】：92 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
致谢
摘要
ABSTRACT
1 绪论
1.1 研究背景
1.1.1 高速铁路的发展
1.1.2 研究目的
1.2 国内外研究现状
1.2.1 国外研究现状
1.2.2 国内研究现状
1.3 本文的研究内容及研究方法
1.3.1 研究内容
1.3.2 研究方法
2 计算流体力学基本理论
2.1 基本控制方程
2.1.1 连续性方程
2.1.2 运动方程
2.1.3 物态方程
2.2 滑移网格技术
2.3 数值计算模型的建立
2.3.1 数值模型的建立
2.3.2 计算区域与网格划分
2.3.3 初始条件和边界条件
2.4 数值计算模型的验证
2.4.1 经验公式
2.4.2 模型验证
2.5 本章小结
3 隧道压力波动分析
3.1 隧道气动效应的形成机理
3.1.1 高速列车隧道内运行的气动特征
3.1.2 初始压缩波波前特征
3.2 列车高速驶过无缓冲结构隧道的气动分析
3.2.1 理论分析
3.2.2 数值模拟
3.3 列车高速驶过有缓冲结构隧道的气动分析
3.3.1 理论分析
3.3.2 数值模拟
3.4 缓冲结构作用分析
3.5 本章小结
4 阶梯型缓冲结构作用效果研究
4.1 长度LH对隧道气动效应的影响
4.1.1 缓冲结构工况参数
4.1.2 隧道内压力和压力梯度变化
4.1.3 缓冲效果分析
4.2 阶数N对隧道气动效应的影响
4.2.1 20m缓冲结构变阶数
4.2.2 30m缓冲结构变阶数
4.2.3 40m缓冲结构变阶数
4.3 各阶截面积比对隧道气动效应的影响
4.3.1 缓冲结构工况参数
4.3.2 隧道内压力和压力梯度变化
4.3.3 缓冲效果分析
4.4 入口截面积AE对隧道气动效应的影响
4.4.1 缓冲结构工况参数
4.4.2 隧道内压力和压力梯度变化
4.4.3 缓冲效果分析
4.5 本章小结
5 阶梯型缓冲结构形式对气动效应的影响
5.1 阶梯型缓冲结构的形式
5.1.1 等长阶梯型缓冲结构
5.1.2 等比阶梯型缓冲结构
5.2 等长阶梯型缓冲结构的缓冲效果
5.2.1 等长阶梯型缓冲结构工况参数
5.2.2 隧道内压力和压力梯度变化
5.2.3 缓冲效果分析
5.3 等比阶梯型缓冲结构的缓冲效果
5.3.1 等比阶梯型缓冲结构工况参数
5.3.2 隧道内压力和压力梯度变化
5.3.3 缓冲效果分析
5.4 本章小结
6 结论
6.1 结论
6.2 展望
参考文献
作者简历及攻读硕士学位期间取得的研究成果
学位论文数据集
本文编号：3754154
本文链接：https://www.wllwen.com/kejilunwen/daoluqiaoliang/3754154.html
