隨著地鐵運(yùn)營(yíng)速度的不斷提高,列車高速通過(guò)隧道引起的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題不容忽視。為了研究高速地鐵列車通過(guò)區(qū)間隧道時(shí)的氣動(dòng)規(guī)律并提出相應(yīng)的控制措施,本文以地鐵列車、區(qū)間隧道和車站兩端通風(fēng)豎井為研究對(duì)象,采用文獻(xiàn)調(diào)研、理論分析、模型試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算相結(jié)合的方法,對(duì)高速地鐵列車通過(guò)隧道時(shí)的氣動(dòng)效應(yīng)展開(kāi)研究�；贔luent計(jì)算軟件,采用三維粘性、可壓縮、不等熵、非定常流的控制方程和標(biāo)準(zhǔn)k-ε兩方程湍流模型,并利用滑移網(wǎng)格技術(shù),對(duì)不同影響因素下高速地鐵隧道內(nèi)的氣動(dòng)規(guī)律進(jìn)行了分析和總結(jié)。此外,本文針對(duì)不同速度等級(jí)下隧道合理凈空面積進(jìn)行了模擬計(jì)算,研究了車站兩端通風(fēng)豎井和車站屏蔽門對(duì)氣動(dòng)效應(yīng)的影響規(guī)律,得出了合理豎井面積與高度。主要研究?jī)?nèi)容及結(jié)論有:(1)建立了高速地鐵列車過(guò)隧道的數(shù)值計(jì)算模型并進(jìn)行動(dòng)模型試驗(yàn)驗(yàn)證,得到的測(cè)點(diǎn)壓力變化規(guī)律和壓縮波峰值與數(shù)值計(jì)算結(jié)果相同,說(shuō)明了數(shù)值模型和計(jì)算方法的正確性。(2)針對(duì)不同車速、隧道長(zhǎng)度和阻塞比對(duì)隧道內(nèi)氣動(dòng)壓力的影響規(guī)律進(jìn)行了研究。計(jì)算表明高速地鐵隧道內(nèi)氣壓最大值與列車速度的平方近似成正比,與阻塞比成冪指數(shù)關(guān)系,且冪指數(shù)在N=1.3±0.25范圍內(nèi),與國(guó)內(nèi)外研究人...

【文章頁(yè)數(shù)】：134 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
致謝
摘要
ABSTRACT
1 引言
    1.1 研究背景及意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 高速鐵路隧道空氣動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀
        1.2.2 地鐵隧道空氣動(dòng)力學(xué)特性研究現(xiàn)狀
        1.2.3 豎井對(duì)隧道內(nèi)空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)影響的研究現(xiàn)狀
        1.2.4 相關(guān)研究成果的不足
    1.3 主要研究?jī)?nèi)容
    1.4 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    1.5 研究方法及技術(shù)路線
        1.5.1 研究方法
        1.5.2 技術(shù)路線
2 隧道空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算理論基礎(chǔ)
    2.1 高速列車過(guò)隧道空氣流動(dòng)基本特征
    2.2 計(jì)算流體力學(xué)數(shù)值理論
    2.3 控制方程
        2.3.1 基本控制方程
        2.3.2 湍流控制方程
    2.4 滑移網(wǎng)格技術(shù)
    2.5 本章小結(jié)
3 數(shù)值計(jì)算模型的建立與驗(yàn)證
    3.1 計(jì)算模型的建立
        3.1.1 列車計(jì)算模型
        3.1.2 地鐵隧道計(jì)算模型
        3.1.3 計(jì)算區(qū)域的建立
        3.1.4 網(wǎng)格生成
        3.1.5 邊界條件的設(shè)置
    3.2 動(dòng)模型試驗(yàn)
        3.2.1 設(shè)備裝置的構(gòu)成
        3.2.2 模型試驗(yàn)參數(shù)
    3.3 試驗(yàn)結(jié)果比較
    3.4 本章小結(jié)
4 高速地鐵隧道氣動(dòng)荷載影響因素研究
    4.1 地鐵列車過(guò)隧道工況描述和流場(chǎng)分析
        4.1.1 計(jì)算工況建立和測(cè)點(diǎn)布置
        4.1.2 地鐵列車過(guò)隧道壓力波傳播過(guò)程分析
        4.1.3 地鐵列車過(guò)隧道時(shí)的流場(chǎng)分析
    4.2 隧道長(zhǎng)度對(duì)氣動(dòng)荷載影響規(guī)律
    4.3 列車速度對(duì)氣動(dòng)荷載影響規(guī)律
    4.4 地鐵隧道阻塞比對(duì)氣動(dòng)荷載影響規(guī)律
    4.5 本章小結(jié)
5 高速地鐵隧道合理凈空面積研究
    5.1 隧道空氣動(dòng)力學(xué)舒適性標(biāo)準(zhǔn)
    5.2 瞬變壓力向車內(nèi)的傳播規(guī)律
    5.3 不同速度下地鐵隧道合理凈空面積數(shù)值分析
        5.3.1 問(wèn)題的提出和工況描述
        5.3.2 車外壓力分布規(guī)律
        5.3.3 車內(nèi)壓力變化率評(píng)定
    5.4 列車密封指數(shù)與凈空面積對(duì)應(yīng)關(guān)系
    5.5 本章小結(jié)
6 地鐵車站通風(fēng)豎井和屏蔽門對(duì)氣動(dòng)效應(yīng)的影響研究
    6.1 豎井減壓原理與計(jì)算模型建立
        6.1.1 豎井減壓原理
        6.1.2 模型與工況的建立
        6.1.3 列車過(guò)含有豎井隧道時(shí)的流場(chǎng)分布
    6.2 豎井開(kāi)啟方式對(duì)隧道內(nèi)氣動(dòng)效應(yīng)的影響
        6.2.1 隧道內(nèi)測(cè)點(diǎn)壓力變化情況
        6.2.2 車頭內(nèi)外壓力變化情況
        6.2.3 小結(jié)
    6.3 豎井面積對(duì)隧道內(nèi)氣動(dòng)效應(yīng)的影響及優(yōu)化
        6.3.1 隧道內(nèi)測(cè)點(diǎn)壓力變化情況
        6.3.2 車頭內(nèi)外壓力變化情況
        6.3.3 小結(jié)
    6.4 豎井高度對(duì)隧道內(nèi)氣動(dòng)效應(yīng)的影響及優(yōu)化
        6.4.1 隧道內(nèi)測(cè)點(diǎn)壓力變化情況
        6.4.2 車頭內(nèi)外壓力變化情況
        6.4.3 小結(jié)
    6.5 屏蔽門與站臺(tái)邊緣不同距離時(shí)的氣動(dòng)效應(yīng)分析
        6.5.1 隧道內(nèi)測(cè)點(diǎn)壓力變化情況
        6.5.2 車頭內(nèi)外壓力變化情況
        6.5.3 小結(jié)
    6.6 本章小結(jié)
7 結(jié)論與展望
    7.1 本文主要結(jié)論
    7.2 不足與展望
參考文獻(xiàn)
作者簡(jiǎn)歷及攻讀碩士學(xué)位期間取得的研究成果
學(xué)位論文數(shù)據(jù)集



本文編號(hào)：3964263