列车与隧道环隙空间流场特性研究
发布时间：2021-02-07 21:40
自二十一世纪以来,我国轨道交通事业快速发展,隧道建设里程数不断增加,为保证隧道内的安全运行,隧道通风必不可少;在节能减排的大环境下,合理利用列车活塞风进行隧道通风已成为隧道通风研究的热点。环隙空间是列车壁和隧道壁围成的环形气流通道,是活塞风的重要组成部分,研究环隙空间流动特性是利用活塞风通风的关键。首先,本文简单介绍了国内外关于环隙空间流场的实测、理论以及数值模拟等方面的研究现状,并进一步对列车与隧道环隙空间流场特性做简要说明。在已有的理论研究的基础上,对隧道和列车进行简化和假设,建立列车与隧道环隙空间流场的二维流动不可压缩N-S方程。利用域动网格的方法,在列车前后边界面处实现网格的更新,既保证了数值模拟的可靠性,又缩短了模拟所用的机时。其次,将数值模拟得出的环隙流场速度分布结果与理论计算和隧道实测数据进行比较分析。结果表明数值模拟和理论计算的吻合度较好,进而说明了模型建立方法的正确性。最后,建立相应的工况,研究对环隙空间流场速度分布的主要影响因素。结果表明:（1）当隧道长度小于2.5km时,环隙流场类型为B型,在隧道长度大于5.0km时,流场类型为A型,这与理论计算结果吻合;（2）环...
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
列车隧道环隙空间分布
技术路线
2.1 环隙流场概述列车在隧道中向前运行时，将其视为一个具有固定长度的柱体在一维间隙通道中做轴向运动，列车和隧道内列车周围的流体通过一系列复杂的运动和力的关系，实现列车与周围空气的能量交换；列车在行驶时，其动力在克服运行阻力的同时，也完成了其与作用区间的能量交换；这部分气流所得到的能量就是所谓的列车增压效应，即活塞风压力 P0。由图 2.1 列车通过隧道时气流全压纵向分布可看出，列车在隧道中处于不同位置时，隧道中活塞风压力的纵向分布规律。依据列车运行区间气流段的相异的流动结构以及作用机理来看，列车增压是由列车头部的推动力增压、环隙均匀段的剪切力增压和列车尾部的牵引力增压三部分所组成，在活塞风的压力作用下，气流在整个隧道中产生纵向流动，即活塞风[40]。环隙空间是由列车壁面与隧道壁面所构成的间隙通道，环隙流动是由列车壁运动引起的曳力流和隧道壁面产生的压力流共同作用引起的。环隙空间流场的流动是活塞风形成不可或缺的一部分，是产生活塞风压力的主要因素，这也决定了对列车与隧道环隙空间流场的研究也为成为解决活塞风问题的关键所在。
【参考文献】：
期刊论文
[1]列车活塞风影响下寒区隧道温度场的变化规律[J]. 高焱,朱永全,赵东平,耿纪莹. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2017(01)
[2]中国高速铁路隧道的发展及规划[J]. 赵勇,田四明,孙毅. 隧道建设. 2017(01)
[3]地铁隧道活塞风实测及特征分析[J]. 齐江浩,赵蕾,王君,李德辉,郭永桢,邓保顺. 铁道科学与工程学报. 2016(04)
[4]我国隧道及地下工程发展现状与展望[J]. 洪开荣. 隧道建设. 2015(02)
[5]高海拔内燃牵引隧道自然通风界限及活塞风特性研究[J]. 张云霞. 岩石力学与工程学报. 2014(12)
[6]平直管段不同宽度动边界环隙流场特性[J]. 张雪兰,孙西欢,李永业. 排灌机械工程学报. 2013(04)
[7]动边界同心环状缝隙流研究[J]. 李永业,孙西欢,李飞,张靖伦. 农业机械学报. 2012(03)
[8]深圳地铁11号线隧道空气压力波研究[J]. 张海天,陈健. 都市快轨交通. 2011(05)
[9]管道车在不同雷诺数条件下的输送特性[J]. 王锐,孙西欢,李永业. 排灌机械工程学报. 2011(04)
[10]铁路隧道列车活塞风的理论研究与计算方法的探讨[J]. 李炎,高孟理,周鸣镝,李建霞. 铁道学报. 2010(06)
博士论文
[1]铁路隧道列车活塞风特性分析及理论研究[D]. 李炎.兰州交通大学 2010
[2]地铁活塞风与地铁环控节能[D]. 王丽慧.同济大学 2007
硕士论文
[1]管道车在不同载荷量下平稳运移时的环隙水流速度特征研究[D]. 刘丹.太原理工大学 2016
[2]地铁隧道通风中活塞风和自然风的互补应用与研究[D]. 陈广交.长安大学 2014
[3]地铁活塞风与新型屏蔽门环控系统的数值研究[D]. 豆鹏亮.东华大学 2013
[4]双线城际铁路隧道列车风特性及对人员安全的影响研究[D]. 谭鹏.中南大学 2012
[5]环隙式离心萃取回收己内酰胺废液的研究与应用[D]. 唐康.华东理工大学 2012
[6]列车进站过程中活塞风对岛式车站热环境影响的研究[D]. 朱柏山.西安建筑科技大学 2010
[7]地铁列车活塞风数值模拟[D]. 包海涛.南京理工大学 2005
本文编号：3022867
【文章来源】：兰州交通大学甘肃省
【文章页数】：78 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
列车隧道环隙空间分布
技术路线
2.1 环隙流场概述列车在隧道中向前运行时，将其视为一个具有固定长度的柱体在一维间隙通道中做轴向运动，列车和隧道内列车周围的流体通过一系列复杂的运动和力的关系，实现列车与周围空气的能量交换；列车在行驶时，其动力在克服运行阻力的同时，也完成了其与作用区间的能量交换；这部分气流所得到的能量就是所谓的列车增压效应，即活塞风压力 P0。由图 2.1 列车通过隧道时气流全压纵向分布可看出，列车在隧道中处于不同位置时，隧道中活塞风压力的纵向分布规律。依据列车运行区间气流段的相异的流动结构以及作用机理来看，列车增压是由列车头部的推动力增压、环隙均匀段的剪切力增压和列车尾部的牵引力增压三部分所组成，在活塞风的压力作用下，气流在整个隧道中产生纵向流动，即活塞风[40]。环隙空间是由列车壁面与隧道壁面所构成的间隙通道，环隙流动是由列车壁运动引起的曳力流和隧道壁面产生的压力流共同作用引起的。环隙空间流场的流动是活塞风形成不可或缺的一部分，是产生活塞风压力的主要因素，这也决定了对列车与隧道环隙空间流场的研究也为成为解决活塞风问题的关键所在。
【参考文献】：
期刊论文
[1]列车活塞风影响下寒区隧道温度场的变化规律[J]. 高焱,朱永全,赵东平,耿纪莹. 西安建筑科技大学学报(自然科学版). 2017(01)
[2]中国高速铁路隧道的发展及规划[J]. 赵勇,田四明,孙毅. 隧道建设. 2017(01)
[3]地铁隧道活塞风实测及特征分析[J]. 齐江浩,赵蕾,王君,李德辉,郭永桢,邓保顺. 铁道科学与工程学报. 2016(04)
[4]我国隧道及地下工程发展现状与展望[J]. 洪开荣. 隧道建设. 2015(02)
[5]高海拔内燃牵引隧道自然通风界限及活塞风特性研究[J]. 张云霞. 岩石力学与工程学报. 2014(12)
[6]平直管段不同宽度动边界环隙流场特性[J]. 张雪兰,孙西欢,李永业. 排灌机械工程学报. 2013(04)
[7]动边界同心环状缝隙流研究[J]. 李永业,孙西欢,李飞,张靖伦. 农业机械学报. 2012(03)
[8]深圳地铁11号线隧道空气压力波研究[J]. 张海天,陈健. 都市快轨交通. 2011(05)
[9]管道车在不同雷诺数条件下的输送特性[J]. 王锐,孙西欢,李永业. 排灌机械工程学报. 2011(04)
[10]铁路隧道列车活塞风的理论研究与计算方法的探讨[J]. 李炎,高孟理,周鸣镝,李建霞. 铁道学报. 2010(06)
博士论文
[1]铁路隧道列车活塞风特性分析及理论研究[D]. 李炎.兰州交通大学 2010
[2]地铁活塞风与地铁环控节能[D]. 王丽慧.同济大学 2007
硕士论文
[1]管道车在不同载荷量下平稳运移时的环隙水流速度特征研究[D]. 刘丹.太原理工大学 2016
[2]地铁隧道通风中活塞风和自然风的互补应用与研究[D]. 陈广交.长安大学 2014
[3]地铁活塞风与新型屏蔽门环控系统的数值研究[D]. 豆鹏亮.东华大学 2013
[4]双线城际铁路隧道列车风特性及对人员安全的影响研究[D]. 谭鹏.中南大学 2012
[5]环隙式离心萃取回收己内酰胺废液的研究与应用[D]. 唐康.华东理工大学 2012
[6]列车进站过程中活塞风对岛式车站热环境影响的研究[D]. 朱柏山.西安建筑科技大学 2010
[7]地铁列车活塞风数值模拟[D]. 包海涛.南京理工大学 2005
本文编号：3022867
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