【摘要】：高速列車通過隧道過程中引起隧道內壓力的劇烈波動,會誘發(fā)車內壓力波動并可能引起車體疲勞破壞等問題。而研究此類問題的基礎在于快速準確預測隧道壓力波�；谝痪S可壓縮非定常不等熵流動模型和廣義黎曼變量特征線法,對單車通過隧道和兩列車隧道內交會進行數(shù)值模擬。選取京滬高速鐵路隧道為研究對象,通過全時間區(qū)域下隧道空間中的壓力傳播的過程圖描述壓力波的形成過程,給出隧道內交會壓力波比單車通過隧道的壓力波劇烈的原因,研究列車速度和阻塞比對車外最大壓力值和最小壓力值的影響特性。結果表明,高速列車通過京滬高鐵典型長度隧道時,其車體表面承受的最大壓力波動基本與車速的平方成正比,而其與阻塞比基本呈線性關系。
【圖文】：

月2014年12月賈永興等：基于一維流動模型的高速列車隧道壓力波特性109程序的輸入數(shù)據(jù)具體見文獻[25-26]。圖1比較了本文計算程序計算值與文獻試驗結果，表明兩者吻合良好。對于單車通過隧道的情形，給出了距隧道模型進口端2m測點的隧道內靜壓波動值，列車模型速度為413km/h。對于隧道內交會的情形，給出了列車第2節(jié)車廂外的壓力波值，兩列車的速度相等，速度為250.6km/h，兩列車進入隧道的相錯時間約為25s。圖1本文數(shù)值計算方法驗證2隧道壓力波特征高速列車通過隧道引起了隧道內復雜的壓力常列車車頭駛入或駛出隧道端口會產(chǎn)生壓縮波。類似地，列車車尾駛入或駛出隧道將產(chǎn)生膨脹波。這些波在隧道內以聲速沿隧道傳播，在隧道內形成了復雜的波干涉和疊加。在其傳播至隧道洞口和列車端部時，會發(fā)生反射和折射。如壓縮波傳播至隧道洞口會向洞內反射回膨脹波。膨脹波在洞口會向洞內反射回壓縮波。這些波在洞內相遇疊加會產(chǎn)生劇烈的壓力波動，形成壓力波。對于同類性質的波，，波疊加強化波的變化幅值，在極短時間內引起了劇烈的壓力梯度。此外，列車通過隧道內測點時，也會引起測點壓力劇烈波動。此外，兩列車在隧道交會，也必引起更加劇烈的壓力波動。本節(jié)選擇京滬高鐵上典型長度的隧道研究隧道壓力波的變化特征，高速列車和隧道的幾何參數(shù)見表1。圖2中兩列車的相錯時間為0s，也即兩列車相向同時駛入隧道。圖2分別表示了單車通過和兩列車在2000m隧道內交會時，隧道內距隧道入口1000m和第8節(jié)車外中央處的壓力波動時間歷程曲線。由圖2可見，高速列車通過隧道會產(chǎn)生劇烈復雜的壓力波動。而兩列車在隧道內交會產(chǎn)生的壓力波比單車通過隧道產(chǎn)生的壓力波要劇烈得多。對于距離隧道入口1000m處測點，單車通過隧道全過程中引起的壓力波?

緯?了復雜的波干涉和疊加。在其傳播至隧道洞口和列車端部時，會發(fā)生反射和折射。如壓縮波傳播至隧道洞口會向洞內反射回膨脹波。膨脹波在洞口會向洞內反射回壓縮波。這些波在洞內相遇疊加會產(chǎn)生劇烈的壓力波動，形成壓力波。對于同類性質的波，波疊加強化波的變化幅值，在極短時間內引起了劇烈的壓力梯度。此外，列車通過隧道內測點時，也會引起測點壓力劇烈波動。此外，兩列車在隧道交會，也必引起更加劇烈的壓力波動。本節(jié)選擇京滬高鐵上典型長度的隧道研究隧道壓力波的變化特征，高速列車和隧道的幾何參數(shù)見表1。圖2中兩列車的相錯時間為0s，也即兩列車相向同時駛入隧道。圖2分別表示了單車通過和兩列車在2000m隧道內交會時，隧道內距隧道入口1000m和第8節(jié)車外中央處的壓力波動時間歷程曲線。由圖2可見，高速列車通過隧道會產(chǎn)生劇烈復雜的壓力波動。而兩列車在隧道內交會產(chǎn)生的壓力波比單車通過隧道產(chǎn)生的壓力波要劇烈得多。對于距離隧道入口1000m處測點，單車通過隧道全過程中引起的壓力波動最大值為3.172kPa，最小值為4.087kPa。而兩列車在隧道內交會時則分別為6.941kPa和8.409kPa。交會時的最大壓力波動值、最小壓力波動值分別是單車時的2.19倍和2.06倍。對于列車第8節(jié)車外中央處測點，交會時的最大壓力波動值為1.142kPa，單車的最大壓力波動值為0.639kPa。交會時的最小壓力波動值為8.398kPa，單車的最小壓力波動值為3.843kPa。交會時的最大壓力值、最小壓力值分別是單車時的1.79倍和2.19倍。表1計算使用的典型的隧道和列車參數(shù)數(shù)值參數(shù)隧道列車橫截面積/m210011.2橫截面濕周/m35.9812.4壁面摩擦因數(shù)0.00500.0028長度/m2000400隧道入口入流損失系數(shù)0.5—車頭壓力損失系數(shù)—0.0039車尾壓力損失系數(shù)

【共引文獻】

相關博士學位論文 前5條

1 趙晶;高速列車通過隧道時氣動影響研究[D];西南交通大學;2011年

2 崔濤;高速列車流固耦合振動及運行安全性研究[D];西南交通大學;2011年

3 李鵬;高速列車氣動彈性系統(tǒng)非線性復雜響應研究[D];西南交通大學;2012年

4 劉杰;高速列車氣動作用對乘坐舒適性的影響研究[D];西南交通大學;2012年

5 錢春強;交會壓力波作用下的高速列車動態(tài)響應及機理研究[D];中國科學技術大學;2014年

【相似文獻】

相關期刊論文 前10條

1 Sotaro Yamada,程金松;用于日本高速列車上的先進焊接工藝[J];國外機車車輛工藝;2001年04期

2 李文橋;高速列車頭部流線型外形及結構工藝設計[J];鐵道機車車輛;2002年06期

3 臧其吉;德國高速列車技術的發(fā)展[J];機車電傳動;2003年05期

4 周勁松,任利惠;鉸接式高速列車車間懸掛參數(shù)優(yōu)化[J];同濟大學學報(自然科學版);2003年04期

5 錢立新;世界高速列車技術的最新進展[J];中國鐵道科學;2003年04期

6 包志宇;發(fā)生在高速列車上的一次火災[J];北方消防;2003年05期

7 吳禮本;國內外鐵路高速列車述評[J];鐵道車輛;2003年06期

8 馬大煒;日本高速列車的特點和發(fā)展動向概述[J];中國鐵路;2003年12期

9 Fedor Labrenz,狄方良;歐洲高速列車方案的比較[J];中國鐵路;2004年01期

10 王英學,駱建軍,李倫貴,琚娟;高速列車模型試驗裝置及相似特征分析[J];西南交通大學學報;2004年01期

相關會議論文 前10條

1 路浩;邢立偉;呂任遠;方洪淵;;高速列車制造焊接技術應用展望[A];第十五次全國焊接學術會議論文集[C];2010年

2 金學松;郭俊;肖新標;溫澤峰;周仲榮;;高速列車安全運行研究的關鍵科學問題[A];第18屆全國結構工程學術會議論文集第Ⅰ冊[C];2009年

3 楊弘;王成強;郭偉強;許鵬;;高速列車聲學設計方法研究[A];運輸噪聲的預測與控制——2009全國環(huán)境聲學學術會議論文集[C];2009年

4 徐趁肖;朱衡君;齊紅元;楊松;;基于三角插值共形映射理論的高速列車頭型建模解析[A];面向21世紀的生產(chǎn)工程——2001年“面向21世紀的生產(chǎn)工程”學術會議暨企業(yè)生產(chǎn)工程與產(chǎn)品創(chuàng)新專題研討會論文集[C];2001年

5 許平;田紅旗;;高速列車流線型頭部外形設計軟件研制[A];可持續(xù)發(fā)展的中國交通——2005全國博士生學術論壇（交通運輸工程學科）論文集（下冊）[C];2005年

6 楚振宇;;高速列車負荷分析和供電系統(tǒng)的算法研究[A];中國鐵道學會電氣化委員會2006年學術會議論文集[C];2006年

7 閆穎;方衛(wèi)寧;;高速列車頭部外形設計的探析[A];2006年中國機械工程學會年會暨中國工程院機械與運載工程學部首屆年會論文集[C];2006年

8 馬大煒;王成國;;高速列車縱向舒適性的仿真研究[A];第十屆中國科協(xié)年會論文集（一）[C];2008年

9 張麗榮;康洪軍;王志海;于曉勇;;高速列車火災特點及其研究現(xiàn)狀[A];2012年中國阻燃學術年會論文集[C];2012年

10 楊國偉;姚拴寶;郭迪龍;孫振旭;姚遠;;高速列車優(yōu)化設計方法研究[A];第七屆全國流體力學學術會議論文摘要集[C];2012年

相關重要報紙文章 前10條

1 蘆龍軍;法新一代超高速列車亮相,平平常常時速350公里[N];新華每日電訊;2008年

2 李艷;時速逾350公里高速列車自主研發(fā)將啟動[N];科技日報;2008年

3 記者 李將輝;我國啟動研制新一代高速列車計劃[N];人民政協(xié)報;2008年

4 楊文利;科技部與鐵道部將研制新一代高速列車[N];中國高新技術產(chǎn)業(yè)導報;2008年

5 本報記者 張蜀梅;高速列車改變出行習慣[N];南方日報;2008年

6 首席記者 栗明;洽談建設高速列車零部件基地[N];鞍山日報　;2009年

7 記者 朱波;合武高速列車激活武漢“一日游”[N];長江日報;2009年

8 本報記者 林剛　本報通訊員 竇新;新一代高速列車2011年批量交付[N];青島日報;2009年

9 駐湖北記者 程芙蓉;高速列車帶旺合武互動游[N];中國旅游報;2009年

10 葉祝頤;高速列車晚點應有補償機制[N];中國消費者報;2010年

相關博士學位論文 前10條

1 王靈芝;以可靠性為中心的高速列車設備維修決策支持系統(tǒng)研究[D];北京交通大學;2011年

2 李田;高速列車流固耦合計算方法及動力學性能研究[D];西南交通大學;2012年

3 趙懷瑞;高速列車外形多學科設計優(yōu)化關鍵技術研究[D];北京交通大學;2012年

4 朱濤;高速列車載荷反演技術及其運用研究[D];西南交通大學;2012年

5 郭北苑;高速列車駕駛界面人因適配性設計理論與方法研究[D];北京交通大學;2010年

6 劉宏友;高速列車中的關鍵動力學問題研究[D];西南交通大學;2003年

7 李鵬;高速列車氣動彈性系統(tǒng)非線性復雜響應研究[D];西南交通大學;2012年

8 王斌杰;高速列車結構熱點應力疲勞評定方法及應用研究[D];北京交通大學;2008年

9 陳哲明;高速列車驅動制動動力學及其控制研究[D];西南交通大學;2010年

10 高國強;高速列車運行狀態(tài)暫態(tài)過電壓機理與抑制方法的研究[D];西南交通大學;2012年

相關碩士學位論文 前10條

1 單其雨;高速列車車體耐碰撞結構研究[D];西南交通大學;2010年

2 李牧;高速列車中國風設計研究[D];西南交通大學;2012年

3 凌亮;考慮多節(jié)車的高速列車/軌道耦合動力學研究[D];西南交通大學;2012年

4 孫法雄;高速列車主動懸掛多速率控制方法研究[D];華東交通大學;2012年

5 丁浩;高速列車空調系統(tǒng)與車內流場質量分析[D];西南交通大學;2013年

6 顏爭;高速列車子空間模型辨識與預測控制方法[D];華東交通大學;2013年

7 韓坤;高速列車高頻振動特性分析[D];北京交通大學;2011年

8 曹玲玲;高速列車車體設計規(guī)范的分析與研究[D];北京交通大學;2008年

9 劉峰;基于模塊化的高速列車衛(wèi)生間設計方法與應用研究[D];西南交通大學;2011年

10 宋瑾;高速列車車軸的疲勞可靠性靈敏度分析[D];東北大學;2009年

本文編號：2586897