基于耦合方法的高速列車(chē)進(jìn)入隧道誘發(fā)壓力波動(dòng)研究.pdf

1、高速列車(chē)車(chē)頭駛?cè)胨淼肋^(guò)程中,車(chē)頭前產(chǎn)生初始?jí)嚎s波,該壓縮波傳播至隧道出口端時(shí),部分壓縮波向隧道外輻射,強(qiáng)度足夠大時(shí),形成洞口微壓波,對(duì)隧道周?chē)h(huán)境和居民產(chǎn)生嚴(yán)重影響。列車(chē)通過(guò)隧道過(guò)程中形成隧道壓力波,該壓力波傳入車(chē)廂內(nèi),影響司乘人員的乘車(chē)舒適性。因此,準(zhǔn)確模擬出初始?jí)嚎s波以及隧道內(nèi)壓力波具有現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。
　　本文采用渦聲理論方法研究了高速列車(chē)進(jìn)入隧道過(guò)程產(chǎn)生的隧道壓力波。列車(chē)車(chē)頭進(jìn)入隧道過(guò)程中車(chē)頭相當(dāng)于點(diǎn)源,將其用單極子源

2、代替模擬其產(chǎn)生的初始?jí)嚎s波,并與車(chē)頭用單極子源和偶極子源代替時(shí)產(chǎn)生的初始?jí)嚎s波進(jìn)行對(duì)比。列車(chē)車(chē)身進(jìn)入隧道過(guò)程中,考慮了出流渦和分離流動(dòng)對(duì)壓力波的影響。車(chē)尾進(jìn)入隧道過(guò)程中,車(chē)尾相當(dāng)于點(diǎn)匯并用單極子源和偶極子源代替。初始?jí)嚎s波及隧道壓力波的數(shù)值模擬結(jié)果與國(guó)外試驗(yàn)數(shù)據(jù)吻合較好。基于該方法研究了四種列車(chē)頭型,旋成圓錐體、旋成拋物體、旋成橢圓體及鈍體、列車(chē)速度對(duì)初始?jí)嚎s波及壓力變化率的影響。給出了旋成圓錐體、旋成拋物體、旋成橢圓體、鈍體四種列車(chē)頭

3、型下,壓縮波的最大壓力變化值和最大壓力變化率與速度的擬合方程。
　　本文首次將渦聲理論分析方法與一維可壓縮非定常流動(dòng)模型特征線法進(jìn)行耦合,改進(jìn)了一維特征線法,使其能夠模擬不同的列車(chē)頭型。高速列車(chē)進(jìn)入隧道過(guò)程中,車(chē)頭和車(chē)尾附近三維效應(yīng)較強(qiáng)烈的區(qū)域采用渦聲理論方法計(jì)算,環(huán)狀空間以及隧道內(nèi)其它區(qū)域采用一維特征線法計(jì)算。通過(guò)與國(guó)外模型試驗(yàn)結(jié)果的對(duì)比,驗(yàn)證了旋成體列車(chē)進(jìn)入隧道時(shí)耦合方法及耦合程序的正確性。基于耦合方法研究了列車(chē)頭型和列車(chē)速度