臺階型隧道緩沖結構對氣動效應的影響研究.pdf

1、隨著科技的快速發(fā)展，列車也進行多次提速，進入了高鐵時代，隨著列車的不斷提速，隨之而來的列車空氣動力學問題越來越嚴重，給人們帶來許多不良的影響，如列車過隧道時，產(chǎn)生很大壓力波動，影響行車安全。所以解決列車空氣動力學問題就迫待眉睫了。
　　為了能夠真實準確模擬出高速列車進入隧道時產(chǎn)生的復雜流體流動，本文進行了求解三維、可壓縮、非定常N-S方程，k-ε兩方程模型，并采用滑移網(wǎng)格技術對列車與隧道之間的相對運動進行了模擬。結合數(shù)值模擬，對加

2、臺階型緩沖結構的隧道緩解隧道空氣動力學效應進行了研究，得出下列結論:
　　由于在隧道入口設置了臺階型緩沖結構，可以有效緩解高速列車突入隧道時產(chǎn)生的壓縮波的影響。隧道壁面測點處的壓力梯度峰值也得到了很大幅度的降低，對空氣動力效應減弱產(chǎn)生有效的緩解作用。而在隧道入口設置臺階型緩沖結構隧道與不加緩沖結構的隧道對比，設置臺階型緩沖結構初始壓縮波的壓力時程曲線發(fā)展就不那么光滑了，壓力發(fā)展到壓力最大值的時間區(qū)段變大。臺階型緩沖結構的階數(shù)對壓力

3、上升的時間提前從早到晚是三階緩沖結構最早，二階緩沖結構次之，一階緩沖結構最晚，而壓力梯度的峰值明顯比不加緩沖結構時的小很多;在臺階型緩沖結構長度相同、速度相同、階數(shù)改變時，三階緩沖結構對壓力梯度峰值減少效果最優(yōu);在臺階型緩沖結構長度改變、速度相同、階數(shù)為三階時，緩沖結構長度為40米時壓力減少效果最優(yōu);臺階型緩沖結構形式改變時，形式三和形式五減壓效果最優(yōu)。
　　本文的主要研究成果是為列車過隧道時的氣動性能進行分析，得到隧內(nèi)壓力變化規(guī)