基于三維、非定常、可壓縮流動的雷諾平均N-S方程和SST k-ω湍流模型,采用重疊網(wǎng)格技術(shù),研究在250 km/h、350 km/h、400 km/h等速交會下線間距（4.6 m、4.8 m以及5.0 m）對隧道內(nèi)交會壓力波的影響。鑒于交會壓力波的危害,從車體壓力最值、車體兩側(cè)壓差、"頭尾波"現(xiàn)象三方面來進(jìn)行闡述。研究結(jié)果表明:車體兩側(cè)壓差時間歷程曲線形狀和明線交會壓力波時間歷程曲線形狀相似,在通過列車的車頭和車尾經(jīng)過監(jiān)控點時,壓差值分別產(chǎn)生先正后負(fù)和先負(fù)后正的脈沖波,車尾通過時產(chǎn)生的壓差明顯比車頭經(jīng)過時低;"頭波"幅值大約為"尾波"幅值的兩倍;車廂交會側(cè)監(jiān)控點的最大正壓值、最大負(fù)壓值、最大壓力峰峰值、車體兩側(cè)壓差幅值和"頭尾波"幅值均與線間距成負(fù)指數(shù)關(guān)系。 

【文章來源】：振動與沖擊. 2020,39(21)北大核心

【文章頁數(shù)】：10 頁

【部分圖文】：

復(fù)興號CR400BF列車和隧道幾何模型及壓力監(jiān)控點布置示意圖

圖2給出了隧道內(nèi)交會計算區(qū)域和邊界條件示意圖。計算域隧道兩側(cè)區(qū)域橫斷面長100H,高50H,列車距離隧道入口59H處光滑啟動,即速度從0勻加速到交會速度,這樣可以避免列車直接啟動帶來的非物理現(xiàn)象,光滑啟動距離35H。列車表面、隧道表面、地面邊界條件為無滑移壁面邊界(wall),如圖中實線所示;遠(yuǎn)場空間的邊界條件為自由流邊界(free stream),如圖中虛線所示。自由流邊界為無反射黎曼邊界條件,適用于對遠(yuǎn)場邊界處的自由流可壓縮流條件建模[24]。2 數(shù)值模擬方法

本文采用STAR-CCM+軟件中非結(jié)構(gòu)化混合網(wǎng)格(Trim網(wǎng)格和Prism網(wǎng)格)對計算模型進(jìn)行網(wǎng)格劃分。列車附近網(wǎng)格流動復(fù)雜,特別是列車尾流區(qū)和列車底部,對其部分進(jìn)行網(wǎng)格加密,網(wǎng)格尺寸為0.1 m。背景區(qū)域網(wǎng)格從密到疏逐漸過渡,設(shè)置3個層次加密塊,分別為0.8 m,1.6 m,3.2 m。在重疊網(wǎng)格區(qū)域和背景網(wǎng)格區(qū)域重疊部分兩者網(wǎng)格尺寸一致,均為0.4 m,避免插值誤差。圖3展示了列車進(jìn)隧道以及列車隧道內(nèi)交會網(wǎng)格。為了更加精確的捕獲近壁面的流場信息,車體壁面和隧道壁面拉伸Prism網(wǎng)格。列車表面第一層網(wǎng)格厚度按照y+=40 取定,為0.582 mm,共拉伸10層,拉伸比1.2,總厚度13.67 mm;隧道表面第一層網(wǎng)格厚度按照y+=50 取定,為0.64 mm,共拉伸8層,拉伸比1.5,總厚度15.27 mm。圖4展示了列車頭車附近壁面處網(wǎng)格。本文模擬的9種工況,網(wǎng)格數(shù)量均在3 500萬左右。圖4 列車壁面處網(wǎng)格切面圖

【參考文獻(xiàn)】：
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本文編號：3033939