高速铁路桥梁全封闭声屏障列车压力波荷载的数值模拟

发布时间：2021-12-12 12:24

　　列车高速通过桥上全封闭声屏障时会产生压力波,作用于全封闭声屏障引起全封闭声屏障的振动。为了探究作用于全封闭声屏障上的压力荷载的特点,以某全封闭声屏障使用线路为研究背景,通过CFD数值模拟对列车通过全封闭声屏障过程中形成压力波的特性进行了研究。在验证数值模型的基础上,考查了压力波在横向、纵向分布的特点及衰减特性,分析了最不利压力荷载出现的时刻以及位置,对比分析了车速、全封闭声屏障断面形状及双车交会的影响。结果表明,全封闭声屏障内同一断面压力荷载基本相同,压力波沿列车运行方向存在最不利的压力,单车以200 km/h行驶时,全封闭声屏障表面最大正压为758.54 Pa,最大负压为-959.56 Pa。列车驶出后,全封闭声屏障内仍有一定的压力波,其衰减周期为压力波在全封闭声屏障内传播一个循环的时间。阻塞比保持不变时,全封闭声屏障断面形状对于压力波的影响较小,双车对开时全封闭声屏障压力荷载显著增大,正压最大值为1462.72 Pa,负压最大值为-1613.08 Pa。 

【文章来源】：振动与冲击. 2020,39(20)北大核心EICSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

全封闭式声屏障断面图(cm)

网格采用六面体网格,并在车辆和全封闭声屏障的壁面设置了边界层网格,列车与全封闭声屏障表面的网格如图3所示。其中静止区域网格数量为81万,运动区域的网格数量为56万。分析中时间间隔为0.01 s。列车通过全封闭声屏障时会引起全封闭声屏障的振动,本质上是流固耦合的问题。但由于全封闭声屏障立柱布置较密集,结构刚度较大,压力波引起的全封闭声屏障阻塞率的改变较小,故可认为全封闭声屏障的振动对于压力波影响较小,加上流固耦合分析计算效率较低,故本文未考虑流固耦合的影响。

在纵向,在距离全封闭声屏障入口1 m处设置第一个监控断面,并沿全封闭声屏障纵向每隔10 m设置一个监控断面,每个断面设置8个监测点。1.3 数值模型的验证

【参考文献】：
期刊论文
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[2]高速列车隧道内交会压力波基本特性数值模拟研究[J]. 许建林,孙建成,梅元贵,王瑞丽.  振动与冲击. 2016(03)
[3]高速列车隧道交会压力波特性[J]. 梅元贵,孙建成,许建林,周朝晖.  交通运输工程学报. 2015(05)
[4]基于波叠加法高速列车单车通过隧道诱发压力波计算方法[J]. 周朝晖,郭安宁,梅元贵,贾永兴.  空气动力学学报. 2015(03)
[5]微气压波的产生机理与防治措施[J]. 李新霞,宋雷鸣,张新华.  噪声与振动控制. 2006(04)
[6]高速列车突入隧道时的三维非定常流的数值模拟[J]. 骆建军,高波,王梦恕.  中国铁道科学. 2005(01)

博士论文
[1]高速列车进入隧道产生压缩波的数值模拟及试验研究[D]. 骆建军.西南交通大学 2003

硕士论文
[1]高速列车在隧道内会车过程的气动特性研究[D]. 关永久.西南交通大学 2010



本文编号：3536674