隨著我國高速鐵路事業(yè)不斷發(fā)展,列車的運行速度不斷提高。高速行駛的列車對鐵路臨近結構產(chǎn)生強烈的列車風致振動響應,其中雨棚結構是鐵路臨近結構的一種典型。雨棚結構跨度較大,結構輕盈,并且距離正線較近,會明顯受到列車風的影響,因此,雨棚結構的動力分析顯得十分重要。本文以車站雨棚結構為工程背景,采用流體動力學軟件FLUENT模擬計算列車高速行駛經(jīng)過雨棚結構時產(chǎn)生的列車風荷載時程數(shù)據(jù),并通過分區(qū)加載的方式將風荷載時程數(shù)據(jù)施加到雨棚結構模型上。流體力學軟件FLUENT模擬列車風場是以計算流體力學為基本理論,模擬的風場采用三維、粘性、非定常、不可壓縮的k-ε雙方程模型,并且采用對稱邊界條件(symmetry)通過有限的計算區(qū)域來模擬無限大實際空間環(huán)境。采用滑移網(wǎng)格技術對時速為300 km·h^-1的高速列車經(jīng)過車站雨棚結構時的工況進行數(shù)值模擬,獲得荷載時程數(shù)據(jù),并與實測的數(shù)據(jù)進行對比驗證。在此基礎上對列車風在空間上的分布進行分析,得到列車風壓在縱向、橫向以及垂向的分布規(guī)律。同時,采用有限元軟件ANSYS建立車站雨棚結構有限元模型。為分析雨棚結構的薄弱部位,對雨棚模型進行模態(tài)分析。研...

【文章頁數(shù)】：80 頁

【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 研究背景與意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
    1.3 研究內容與研究方法
第二章 列車風數(shù)值模擬理論及數(shù)值計算方法
    2.1 流體動力學軟件FLUENT簡介
    2.2 數(shù)值模擬基本理論與方法
        2.2.1 有限體積法
        2.2.2 流體基本控制方程
        2.2.3 湍流模型模擬方法
        2.2.4 壁面函數(shù)分析
    2.3 列車風風場網(wǎng)格
        2.3.1 滑移網(wǎng)格
        2.3.2 動網(wǎng)格
        2.3.3 滑移網(wǎng)格和動網(wǎng)格的對比
    2.4 本章小結
第三章 雨棚-列車風場數(shù)值模擬的實現(xiàn)
    3.1 雨棚結構及其模型簡化
    3.2 列車模型及其簡化
    3.3 確定計算區(qū)域
    3.4 計算網(wǎng)格
    3.5 初始條件和邊界條件
    3.6 求解器
    3.7 雨棚列車風場模擬基本假定
    3.8 本章小結
第四章 雨棚風荷載結果分析
    4.1 雨棚風壓傳感器的布設
    4.2 雨棚表面模擬風壓的驗證
    4.3 雨棚表面列車風壓分布規(guī)律
        4.3.1 垂直軌道方向風壓分布規(guī)律
        4.3.2 順軌道方向風壓分布規(guī)律
        4.3.3 沿高度方向風壓分布規(guī)律
    4.4 雨棚下表面風壓與列車行駛速度的關系
    4.5 本章小結
第五章 雨棚在列車風荷載作用下的結構響應
    5.1 雨棚結構的有限元模型
    5.2 雨棚結構的模態(tài)分析
    5.3 列車風荷載施加
    5.4 雨棚結構列車風致振動響應分析
        5.4.1 雨棚結構風致振動響應模擬數(shù)據(jù)驗證
        5.4.2 雨棚結構風致振動響應變化規(guī)律分析
        5.4.3 雨棚結構風致振動響應與速度關系的分析
    5.5 雨棚結構風致振動響應評定
    5.6 本章小結
第六章 結論與展望
    6.1 結論
    6.2 展望
參考文獻
致謝
個人簡歷、在校期間的研究成果及發(fā)表的學術論文



本文編號：3799538