高速磁浮交通隧道洞口開口型緩沖結(jié)構(gòu)氣動(dòng)效應(yīng)研究
發(fā)布時(shí)間:2021-03-20 07:46
時(shí)速600公里磁浮實(shí)驗(yàn)樣車下線,標(biāo)志著我國在高速磁浮交通關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域取得了重要階段性成果。由于我國已運(yùn)營的磁浮線路沒有隧道,對高速磁浮隧道洞口微氣壓波研究的較少。隧道洞口微氣壓波幅值與列車速度的3次方近似成正比關(guān)系,當(dāng)磁浮列車以600公里的速度通過隧道時(shí),產(chǎn)生的微氣壓波是非常劇烈的,會(huì)嚴(yán)重地影響隧道周圍居民的生活環(huán)境,因此在微氣壓波減緩方面進(jìn)行研究對我國高速磁浮鐵路的發(fā)展具有重要的意義。同時(shí),微氣壓波的幅值與隧道出口端初始?jí)嚎s波的最大壓力梯度成正比,而在隧道入口設(shè)置開孔型的緩沖結(jié)構(gòu)能夠有效地減緩初始?jí)嚎s波的最大壓力梯度。本文以我國下線的高速磁浮實(shí)驗(yàn)樣車模型和凈空面積為140m2的單洞復(fù)線隧道為研究對象,采用計(jì)算流體力學(xué)(CFD)軟件STAR-CCM+進(jìn)行數(shù)值模擬仿真,采用重疊網(wǎng)格(overset)真實(shí)模擬列車進(jìn)入隧道的過程。利用雷諾時(shí)均(RANS)湍流模擬方法和SST k-ω兩方程湍流模型求解磁浮列車高速行駛時(shí)引起空氣三維、非定常、可壓縮湍流流動(dòng)信息。論文開展的主要研究內(nèi)容如下:(1)以高速磁浮列車進(jìn)入無緩沖結(jié)構(gòu)平直隧道為研究對象,分析了磁浮列車進(jìn)入隧道時(shí)初始?jí)嚎s...
【文章來源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
高速輪軌列車和高速磁懸浮列車
誦星愀參榷ㄐ?7空氣阻力節(jié)能和速度牽引問題8氣動(dòng)噪聲影響車內(nèi)及沿線環(huán)境列車隔音與降噪1.3.1隧道洞口微氣壓波當(dāng)高速磁浮列車突入隧道時(shí),流動(dòng)空間受到限制,隧道內(nèi)的空氣只能沿著列車壁面和隧道壁面?zhèn)认蚧蛘呦蛏蟽蓚(gè)方向流動(dòng),再加上空氣具有流體特有的粘性以及可壓縮性,使得該區(qū)域的空氣壓力增大。當(dāng)這些空氣增壓后,又迫使相鄰靜止的空氣向前運(yùn)動(dòng),這些空氣又產(chǎn)生壓力增量,這樣一層層地傳遞下去,在磁浮列車頭車前方隧道空間內(nèi)產(chǎn)生一排排波陣面,這些波陣面就稱之為初始?jí)嚎s波。該壓縮波以當(dāng)?shù)芈曀傺厮淼老虺隹趥鲌D1.6隧道出口微壓波的產(chǎn)生過程播,一部分會(huì)以膨脹波的形式反射傳播到隧道入口,另一部分會(huì)從隧道出口以脈沖波的形式輻射到環(huán)境中,這種脈沖波稱之為隧道出口微氣壓波[4-5]。初始?jí)嚎s波在隧道傳播列車隧道入口初始?jí)嚎s波的產(chǎn)生壓縮波傳播壓縮波傳播到出口微氣壓波隧道出口
高速磁浮交通隧道洞口開口型緩沖結(jié)構(gòu)氣動(dòng)效應(yīng)研究-8-結(jié)構(gòu)壓縮波壓力梯度峰值減緩17%,張雷[54]等人基于中南大學(xué)動(dòng)模型,如圖1.13,研究圖1.9新吉坪隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)圖1.10德國Erfurt-Halle隧道了直墻式、等環(huán)斜切式、帽檐斜切式及組合式緩沖結(jié)構(gòu)對隧道氣動(dòng)性能的影響。圖1.11帽檐斜切式緩沖結(jié)構(gòu)圖1.12倒切式緩沖結(jié)構(gòu)(a)列車動(dòng)模型(b)切式緩沖洞門模型圖1.13中南大學(xué)動(dòng)模型實(shí)驗(yàn)裝置英國正在建設(shè)設(shè)計(jì)速度為400公里高鐵2號(hào)線,為了防止HS2線路音爆現(xiàn)象的發(fā)生,Sturt[55]采用動(dòng)模型實(shí)驗(yàn)研究,提出了一種新型的緩沖結(jié)構(gòu)如圖1.14所示,與傳統(tǒng)的緩沖結(jié)構(gòu)相比較這種緩沖結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn):(1)增加了長度以適用于高速線路(設(shè)計(jì)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]間縫式開口隧道緩沖結(jié)構(gòu)氣動(dòng)特性分析[J]. 王英學(xué),常喬磊,任文強(qiáng),張羅遜. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]時(shí)速300~350km高速鐵路雙線隧道微氣壓波激化作用及緩解措施研究[J]. 吳劍,史憲明,萬曉燕. 土木工程學(xué)報(bào). 2017(S2)
[3]日本磁懸浮列車創(chuàng)造600km/h速度紀(jì)錄[J]. 李曉琳. 國外鐵道車輛. 2016(06)
[4]高速鐵路隧道氣動(dòng)效應(yīng)研究存在的問題及展望[J]. 馬偉斌,程愛君,郭小雄,吳敏敏,張千里. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2013(11)
[5]高速鐵路隧道洞口微氣壓波影響因素與變化規(guī)律研究[J]. 馬偉斌,張千里,程愛君,郭小雄,王立軍,劉艷青. 鐵道學(xué)報(bào). 2013(05)
[6]緩沖結(jié)構(gòu)減緩高速鐵路隧道出口微壓波數(shù)值比較[J]. 耿烽,張倩,梅元貴. 交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào). 2006(03)
[7]基于無限大障板圓形活塞輻射原理的隧道微壓波計(jì)算方法[J]. 梅元貴,許建林,耿烽,周朝暉,李剛. 鐵道學(xué)報(bào). 2006(04)
[8]喇叭型隧道入口的空氣動(dòng)力學(xué)特性的試驗(yàn)研究[J]. 趙文成,高波,王英學(xué),琚娟. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2004(04)
[9]高速列車隧道會(huì)車壓力波的數(shù)值模擬[J]. 梅元貴,余南陽. 蘭州鐵道學(xué)院學(xué)報(bào). 1998(04)
[10]輪軌系統(tǒng)高速列車與磁懸浮列車的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較[J]. 邵丙衡,陶生桂,莊紅元. 機(jī)車電傳動(dòng). 1997(02)
博士論文
[1]高速鐵路隧道壓縮波演變特性與微壓波研究[D]. 王宏林.西南交通大學(xué) 2016
[2]高速鐵路隧道緩沖結(jié)構(gòu)的理論和試驗(yàn)研究[D]. 趙文成.西南交通大學(xué) 2004
本文編號(hào):3090622
【文章來源】:蘭州交通大學(xué)甘肅省
【文章頁數(shù)】:92 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【部分圖文】:
高速輪軌列車和高速磁懸浮列車
誦星愀參榷ㄐ?7空氣阻力節(jié)能和速度牽引問題8氣動(dòng)噪聲影響車內(nèi)及沿線環(huán)境列車隔音與降噪1.3.1隧道洞口微氣壓波當(dāng)高速磁浮列車突入隧道時(shí),流動(dòng)空間受到限制,隧道內(nèi)的空氣只能沿著列車壁面和隧道壁面?zhèn)认蚧蛘呦蛏蟽蓚(gè)方向流動(dòng),再加上空氣具有流體特有的粘性以及可壓縮性,使得該區(qū)域的空氣壓力增大。當(dāng)這些空氣增壓后,又迫使相鄰靜止的空氣向前運(yùn)動(dòng),這些空氣又產(chǎn)生壓力增量,這樣一層層地傳遞下去,在磁浮列車頭車前方隧道空間內(nèi)產(chǎn)生一排排波陣面,這些波陣面就稱之為初始?jí)嚎s波。該壓縮波以當(dāng)?shù)芈曀傺厮淼老虺隹趥鲌D1.6隧道出口微壓波的產(chǎn)生過程播,一部分會(huì)以膨脹波的形式反射傳播到隧道入口,另一部分會(huì)從隧道出口以脈沖波的形式輻射到環(huán)境中,這種脈沖波稱之為隧道出口微氣壓波[4-5]。初始?jí)嚎s波在隧道傳播列車隧道入口初始?jí)嚎s波的產(chǎn)生壓縮波傳播壓縮波傳播到出口微氣壓波隧道出口
高速磁浮交通隧道洞口開口型緩沖結(jié)構(gòu)氣動(dòng)效應(yīng)研究-8-結(jié)構(gòu)壓縮波壓力梯度峰值減緩17%,張雷[54]等人基于中南大學(xué)動(dòng)模型,如圖1.13,研究圖1.9新吉坪隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)圖1.10德國Erfurt-Halle隧道了直墻式、等環(huán)斜切式、帽檐斜切式及組合式緩沖結(jié)構(gòu)對隧道氣動(dòng)性能的影響。圖1.11帽檐斜切式緩沖結(jié)構(gòu)圖1.12倒切式緩沖結(jié)構(gòu)(a)列車動(dòng)模型(b)切式緩沖洞門模型圖1.13中南大學(xué)動(dòng)模型實(shí)驗(yàn)裝置英國正在建設(shè)設(shè)計(jì)速度為400公里高鐵2號(hào)線,為了防止HS2線路音爆現(xiàn)象的發(fā)生,Sturt[55]采用動(dòng)模型實(shí)驗(yàn)研究,提出了一種新型的緩沖結(jié)構(gòu)如圖1.14所示,與傳統(tǒng)的緩沖結(jié)構(gòu)相比較這種緩沖結(jié)構(gòu)具有如下特點(diǎn):(1)增加了長度以適用于高速線路(設(shè)計(jì)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]間縫式開口隧道緩沖結(jié)構(gòu)氣動(dòng)特性分析[J]. 王英學(xué),常喬磊,任文強(qiáng),張羅遜. 鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2018(01)
[2]時(shí)速300~350km高速鐵路雙線隧道微氣壓波激化作用及緩解措施研究[J]. 吳劍,史憲明,萬曉燕. 土木工程學(xué)報(bào). 2017(S2)
[3]日本磁懸浮列車創(chuàng)造600km/h速度紀(jì)錄[J]. 李曉琳. 國外鐵道車輛. 2016(06)
[4]高速鐵路隧道氣動(dòng)效應(yīng)研究存在的問題及展望[J]. 馬偉斌,程愛君,郭小雄,吳敏敏,張千里. 鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2013(11)
[5]高速鐵路隧道洞口微氣壓波影響因素與變化規(guī)律研究[J]. 馬偉斌,張千里,程愛君,郭小雄,王立軍,劉艷青. 鐵道學(xué)報(bào). 2013(05)
[6]緩沖結(jié)構(gòu)減緩高速鐵路隧道出口微壓波數(shù)值比較[J]. 耿烽,張倩,梅元貴. 交通運(yùn)輸工程學(xué)報(bào). 2006(03)
[7]基于無限大障板圓形活塞輻射原理的隧道微壓波計(jì)算方法[J]. 梅元貴,許建林,耿烽,周朝暉,李剛. 鐵道學(xué)報(bào). 2006(04)
[8]喇叭型隧道入口的空氣動(dòng)力學(xué)特性的試驗(yàn)研究[J]. 趙文成,高波,王英學(xué),琚娟. 四川大學(xué)學(xué)報(bào)(工程科學(xué)版). 2004(04)
[9]高速列車隧道會(huì)車壓力波的數(shù)值模擬[J]. 梅元貴,余南陽. 蘭州鐵道學(xué)院學(xué)報(bào). 1998(04)
[10]輪軌系統(tǒng)高速列車與磁懸浮列車的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較[J]. 邵丙衡,陶生桂,莊紅元. 機(jī)車電傳動(dòng). 1997(02)
博士論文
[1]高速鐵路隧道壓縮波演變特性與微壓波研究[D]. 王宏林.西南交通大學(xué) 2016
[2]高速鐵路隧道緩沖結(jié)構(gòu)的理論和試驗(yàn)研究[D]. 趙文成.西南交通大學(xué) 2004
本文編號(hào):3090622
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