高速鐵路單線隧道斷面優(yōu)化及緩沖結(jié)構(gòu)研究.pdf

1、20世紀(jì)60年代以來(lái)，高速鐵路在世界發(fā)達(dá)國(guó)家崛起，鐵路發(fā)展進(jìn)入了一個(gè)嶄新階段。我國(guó)也將大規(guī)模地進(jìn)行高速鐵路建設(shè)。當(dāng)列車(chē)以較高速度通過(guò)隧道時(shí)，將會(huì)在隧道內(nèi)產(chǎn)生明顯的壓力波動(dòng)并在隧道出口產(chǎn)生微壓波現(xiàn)象，影響到列車(chē)內(nèi)乘客的舒適性和隧道周?chē)h(huán)境。本文以鐵道部科技研究開(kāi)發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目《高速鐵路隧道空氣動(dòng)力學(xué)相關(guān)技術(shù)的研究與試驗(yàn)測(cè)試》和鐵道部第二勘測(cè)設(shè)計(jì)院《遂渝鐵路時(shí)速200公里隧道洞口微壓波及緩沖設(shè)施研究》為依托，結(jié)合我國(guó)國(guó)情，對(duì)隧道空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)的

2、作用機(jī)制和其減緩措施進(jìn)行研究。 本文采用模型試驗(yàn)和數(shù)值模擬相結(jié)合的研究方法。模型試驗(yàn)采用西南交大建成的具有世界先進(jìn)水平的“高速列車(chē)模型發(fā)射試驗(yàn)臺(tái)”。數(shù)值模擬采用三維粘性、可壓縮、等熵、非定常流的Navier-Stokes方程，用有限體積法進(jìn)行區(qū)域離散，采用大型流體計(jì)算分析軟件FLUENT進(jìn)行計(jì)算。 高速列車(chē)通過(guò)無(wú)緩沖結(jié)構(gòu)隧道時(shí)在隧道內(nèi)所產(chǎn)生的初始?jí)嚎s波是導(dǎo)致隧道內(nèi)壓力波動(dòng)和在隧道出口區(qū)域產(chǎn)生的微壓波問(wèn)題的根源所在。通過(guò)模

3、型試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算得出初始?jí)嚎s波的最大壓力值和最大壓力梯度值和列車(chē)速度、隧道阻塞比、車(chē)頭長(zhǎng)細(xì)比之間關(guān)系。 通過(guò)模型試驗(yàn)和數(shù)值計(jì)算得出無(wú)緩沖結(jié)構(gòu)時(shí)隧道出口微壓波峰值，并根據(jù)微壓波評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)對(duì)單線鐵路隧道斷面積進(jìn)行優(yōu)化。 通過(guò)數(shù)值計(jì)算對(duì)斷面擴(kuò)大無(wú)開(kāi)口緩沖結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。得出了緩沖結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和斷面擴(kuò)大率對(duì)于隧道內(nèi)初始?jí)嚎s波的影響，并給出了緩沖結(jié)構(gòu)長(zhǎng)度和斷面擴(kuò)大率的優(yōu)化參數(shù)。 通過(guò)數(shù)值計(jì)算對(duì)斷面擴(kuò)大開(kāi)口緩沖結(jié)構(gòu)進(jìn)行研究。明確了開(kāi)