高速列车突出隧道过程中横风效应研究

为研究横风效应对突然驶出隧道过程中高速列车气动特性的影响,基于列车流场的三维、可压缩性的非定常特性,建立隧道-列车-横风三维数值模模型,研究横风效应对驶出隧道过程中高速列车流场分布和列车表面压力的影响,揭示列车气动荷载变化机理。通过与动模型试验结果进行对比,验证数值模拟的合理性。研究结果表明:横风下列车驶出隧道过程中流场分布具有显著空间效应,受列车与隧道相互作用影响,隧道出口附近流场具有明显非定常特性;相较于无风情形,横风下列车底部压力变化幅值增大60%,列车迎风面、顶部压力变化幅值分别增大38.1%和28.6%,背风面压力变化幅值差异为4.8%,背风面压力分布受横风影响最小;横风效应导致列车气动特性发生显著变化,气动荷载变化幅值远比无风情形的大,无风时尾车横向力、升力变化幅值最大,横风作用下头车横向力变化幅值最大,倾覆风险最大。

隧道类型对驶出隧道高速列车横风效应影响研究

基于横风下高速列车流场的非定常特性,建立横风-隧道-列车数值模型进行计算,研究隧道类型对横风下高速列车驶出过程中气动压力、流场特性和列车气动荷载的影响.结果表明:隧道出口处气动压力受隧道类型影响最为显著,单线隧道列车迎、背风侧气动压力变化幅值比双线隧道气动压力变化幅值分别大15.7%和22.6%;在列车类型、车速和横风条件相同情况下,阻塞比是导致单线隧道气动压力较大的根本原因;列车背风侧分离涡形成位置到头车鼻尖距离相同,但双线隧道列车背风侧流场偏移程度更大;头车与中车周围流场分布规律基本相同,受隧道类型影响较小,而尾车流场分布特性受隧道类型影响较大.尾车气动荷载对隧道类型更加敏感,双线隧道尾车横向力系数、升力系数变化幅值分别比单线隧道大27.3%和7.1%.当高速列车在横风环境中驶出隧道时,建议考虑隧道类型对列车气动性能的影响.

风向角对高速列车驶出隧道过程中气动效应的影响

为研究风向角对驶出隧道过程中高速列车气动效应的影响,以某型高速动车组列车为研究对象,采用数值模拟方法对隧道内气动压力、列车风风速、流场分布及列车气动荷载进行分析。通过与动模型试验结果进出对比,验证数值模拟方法的准确性。研究结果表明:隧道壁面气动压力峰值及变化幅值最大值出现在隧道内部,且出现位置到隧道出口距离与风向角有关;背风侧气动压力受风向角影响更大,气动压力变化幅值随风向角增大呈现先减小后增大再减小的趋势;出口处列车风风速随风向角增大基本呈现先增大后减小的趋势,30°风向角时列车风风速最大,但迎、背风侧列车风风速峰值出现时刻不同;随着风向角增大,流场分布不对称性增强,列车绕流特性由流线型绕流逐渐过渡到钝体绕流,流动分离点到头车鼻尖的距离呈现先增大后减小最后再增大的变化规律,隧道内流动结构愈加复杂;气动横向力、升力变化幅值随风向角增加呈现先增后减趋势,头车横向力系数最大变化幅值分别是中车、尾车的2.4倍和2.6倍,升力系数最大变化幅值分别是中车、尾车的1.1倍和1.5倍,故保证头车安全是控制整车运行安全的关键;侧风下高速列车驶出隧道情形下的最不利风向角为30°,此时头车发生列车事故风险最高。

基于金属-绝缘体相变材料的高钝感集成半导体桥芯片设计

为了提高半导体桥(SCB)火工品的安全性与可靠性,通过片上集成方式,在SCB两端并联金属-绝缘体相变材料VO_(2)对其进行分流防护。提出蛇形设计方法来降低VO_(2)薄膜在金属态的电阻值,使其与SCB阻值相匹配,测试了不同长宽比的VO_(2)薄膜及相应的集成芯片在室温(25℃)至100℃范围内的电阻曲线,并对集成芯片及单独SCB在1A1W5min和1.5A2.25W5min安流试验中的传热过程进行了仿真。结果表明:蛇形设计可以有效降低VO_(2)薄膜电阻,其阻值与蛇形长宽比(Ws/L)成反比;VO_(2)薄膜能够对SCB起到一定的分流防护作用;集成芯片尺寸对安流试验热传导过程的平衡温度有一定影响;能够通过1.5 A安流试验的最大VO_(2)阻值为5Ω,这是下一步的设计目标。

高速列车通过不同隧道衬砌结构时气动效应特性研究

为研究隧道衬砌结构上的气动压力时空特征和不同影响因素下气动效应的变化规律,基于滑移网格技术、有限体积法理论以及非定常、黏性、可压缩性N-S方程和RNG湍流方程,建立精细化的隧道-列车流固耦合数值计算模型,通过动模型试验验证数值计算的合理性。研究表明:1)全过程压力云图和流场云图可清晰地揭示出气动压力波的传播过程及特性;2)基于列车长度修正了最大压缩波的既有经验公式,提出列车摩阻因数为2.255 Pa/m;3)拟合出了不同隧道衬砌结构下压力峰峰值衰减率与循环周期数的关系式,为后期分析气动荷载对衬砌结构的疲劳损伤奠定了理论基础;4)揭示出列车尾部完全驶出隧道后或长隧道中管片结构上的气动压力峰值相较于模筑衬砌隧道中的气动压力峰值衰减更快,盾构隧道出口外20 m和50 m处的微气压波幅值相较于模筑衬砌隧道降低1.53%~5.5%。

强横风对高速列车驶入隧道气动效应的影响研究

为研究强横风条件下高速列车驶入隧道过程中的气动效应,基于有限体积法理论,建立隧道-高速列车-横风三维数值模型,采用SST k-ω湍流模型进行求解计算,研究高速列车在横风条件下驶入过程中隧道内气动压力和列车风的变化规律,对比分析横风对隧道内流场特性的影响。研究结果表明:在横风作用下,车头、车尾通过时隧道壁面气动压力变化幅值最大,隧道入口处气动压力受横风影响最大,在列车背风侧气动压力受横风影响更加显著;列车迎、背风侧列车风变化规律存在显著差异,迎风侧列车风风速随到入口距离的增加而减小,背风侧列车风风速则与到入口距离的关系不显著;横风对隧道内列车风风速的影响范围有限,隧道入口处列车风风速受横风作用影响最大,当横风风速为30 m/s、车速为350 km/h,距入口超过50 m时,列车同侧空间内列车风风速变化规律基本相同;隧道外流场向列车背风侧偏移,涡旋起始位置由头车流线段转移至隧道入口处,隧道内列车迎风侧大尺度涡旋结构逐渐向迎风侧偏移,并在列车驶入过程中逐渐分解消散,流场特性与无风情形的流场特征显著不同。

横风下高速列车在隧道洞口交会非定常气动效应

针对横风下高速列车在洞口交会时的非定常气动问题,考虑流场的三维、可压缩、湍流特性,建立隧道-列车三维空气动力学模型,利用滑移网格技术模拟列车交会过程,采用SSTκ-ω湍流模型对列车交会全过程进行求解,研究横风对隧道内瞬变压力、列车风及流场分布特性的影响规律.研究结果表明:横风下列车交会时,洞口处气动压力系数变化幅值显著增大,交会完成时,列车之间压力系数峰-峰值较无横风情形增大30.6%;列车交会开始和完成时气动压力均发生突变,隧道中部附近气动压力峰值最大;横风下列车交会气动压力大小与空间位置有关,交会时列车间气动压力变化幅值分别是列车迎、背风侧压力变化幅值的2.2和1.5倍;横风对洞口附近列车风影响显著,横风时迎风侧列车风峰值最大,无横风时背风侧列车风峰值最大,且前者是后者的2.04倍;隧道内气动效应受横风影响范围有限,当横风为30 m/s、车速为350 km/h时,隧道内气动效应受影响范围为120 m;横风下交会开始与完成时,流场分布急剧变化,导致气动压力与列车风发生突变.

腹部约束加压在多发伤患者术后腹腔大量渗血救治中的应用

严重多发伤患者常因大量失血及组织损伤激活凝血和纤溶亢进机制,在创伤早期即可出现严重的凝血功能障碍,持续失血会进一步加剧酸中毒、低体温和凝血功能异常,极易陷入“致命三联征”的恶性循环。本文通过回顾1例高处坠落伤患者经腹部损害控制外科(damage control surgery,DCS)术后腹腔大量渗血,损害控制复苏(damage control resuscitation,DCR)、大量补充凝血底物等综合治疗后止血无效,采取腹部外重力加压成功止血案例。结合现有文献报道,分析腹部外重力加压在此类患者救治方面的现状,为临床提供一种可能的止血治疗手段。

海相地层新意法施工隧道掌子面失稳模式及围岩变形规律分析

以深圳地铁12号线2期工程松岗站与既有6号线折返线北侧暗挖通道为研究背景,通过FLAC3D有限元数值模拟和理论分析的方法研究了新意法施工条件下不同海相地层围岩级别、隧道埋置深度、隧道洞径、隧道掌子面预加固强度对隧道掌子面失稳模式及围岩变形规律。当隧道掌子面不进行预加固时,掌子面挤出位移随着隧道埋置深度的增加而增加;围岩等级越大,掌子面挤出位移随隧道埋深的变化越明显;当围岩等级为VI6时,隧道埋深在5 m到45 m,掌子面均发生了失稳现象;当隧道埋深取5 m、洞径取5.8 m时,其他固定参数不变;随着围岩内摩擦角、黏聚力、掌子面预加固深度的增大,隧道掌子面挤出位移逐渐减小。

集成PN结防护结构的薄膜换能芯片

研究设计了一种平面纵向集成PN结(半导体的空间电荷区)结构二极管的薄膜换能元芯片,并制作了3Ω和4Ω2种桥区电阻,每种电阻制备1.0 mm×1.0 mm、1.5 mm×1.5 mm、2.0 mm×4.0 mm 3种芯片尺寸,每种尺寸设计8,18,28,34 V 4种击穿电压的集成芯片样品,其中1.0 mm芯片对应4种击穿电压的芯片,1.5 mm、2.0 mm芯片对应34 V击穿电压进行静电对比试验。为研究集成防护结构对换能元的爆发性能的影响,对3Ω的1.0 mm集成芯片进行了发火试验测试。结果表明集成薄膜芯片尺寸越大,抗静电能力增强;芯片桥区电阻越大,越容易受到静电干扰损伤,其静电防护性能达500 pF/500Ω/25 kV。PN结结构的击穿电压越小,其旁路电流的能力越大,对换能元爆发性能的影响越大,击穿电压越大,对换能元的静电防护作用越小。对于33μF/16 V作用条件的火工品,选择18 V击穿电压的集成芯片说明集成薄膜芯片应用中需要根据换能元的工作电压选用合适的击穿电压,以保证集成芯片既可以防护静电干扰,不影响产品的正常作用。

地铁施工对邻近建筑物安全风险管理

随着城市现代化进程的加速,对交通设施建设的需求在不断的增加。由于城市所处的特殊环境,地铁在城市交通中占有很重要的位置,且发展迅速。地铁施工对近邻建筑物的影响已成为地铁工程中的重点和难点。因此,在施工过程中必须采取可靠措施,并且根据建筑物的沉降及倾斜控制标准,对地铁施工过程进行有效的管理,严格控制地表沉降,才不会影响邻近建筑物的安全使用。针对地铁施工对邻近建筑物的安全影响,提出安全管理的程序、方法和内容以及建筑物的一般保护措施,可用于指导该类工程的施工和管理,保证该类工程的顺利进行。

经颅多普勒超声用于颅脑创伤患者颅内压评估临床价值分析

目的探讨经颅多普勒超声用于颅脑创伤患者颅内压评估的临床价值。方法回顾性纳入2021年6月至2023年6月于本院诊治并接受经颅多普勒超声及有创颅内压监测的颅脑创伤患者54例,分析经颅多普勒超声参数和有创颅内压监测指标,同时根据公式计算无创颅内压,评价有创颅内压监测指标与经颅多普勒超声参数及无创颅内压指标间相关性。描绘ROC曲线分析无创颅内压指标用于颅内压升高预测的临床效能。结果Pearson检验分析结果显示,有创颅内压与平均血流速度和舒张期流速均呈负相关(P<0.05);有创颅内压与搏动指数和阻力指数均呈正相关(P<0.05)。Pearson检验分析结果显示,无创颅内压评估公式1、2及3均与有创颅内压指标呈正相关(P<0.05);同时无创颅内压评估公式1结果与有创颅内压指标偏差最小。ROC曲线分析结果显示,无创颅内压评估公式1、2及3均可用于颅内压升高风险预测,AUC分别为0.93、0.81、0.90(P<0.05);无创颅内压评估公式1预测灵敏度和特异度均更高。结论基于经颅多普勒超声参数计算获得的无创颅内压能够准确用于颅脑创伤患者颅内压评估,具有无医源性创伤、简便易得等优势。

地铁施工对管线的影响

隧道支护结构-土体三维有限元分析模型计算与施工监控量测相结合,分析北京地铁4号线黄庄站施工对地下管线的影响,并根据有关管线安全性的评价标准分析和预测地下管线的安全性。采用等效方法模拟钢架、锚杆;采用能承受轴弯性能的空间等参壳单元模拟初期支护及临时结构;采用遵循有限变形理想弹塑性本构关系和Drucker-Prager屈服准则的空间等参实体单元,模拟二次衬砌和围岩。数值模拟计算结果表明,开挖完成后的最大地表沉降预测值为121.63 mm,不超过127.27 mm的管线安全性要求,管节差异沉降亦不超过控制标准。但由于黄庄站地层存在着比较多的空洞,且地层富水和管线下漏水,因此为保证管线的正常使用,仍须采取措施控制地表沉降。

高速列车穿越有竖井隧道流场的数值模拟

为了降低噪声的影响,对高速列车穿越带有竖井的隧道时产生的压缩波进行了三维粘性流场数值模拟.控制方程采用三维粘性、可压缩、等熵、非定常流的Navier Stokes方程,空间离散采用中心有限体积法格式,时间离散采用预处理二阶精度多步后差分格式,对隧道壁采用壁面函数处理.计算结果与国外的试验结果基本一致.研究表明,竖井能降低隧道内的空气压力,其位置和断面大小对压力的变化有重要影响.

北京地铁暗挖车站施工对管线的影响分析

地铁开挖对近邻管线的影响已成为地铁工程中的重点问题。通过隧道支护结构-土体三维有限元分析模型及施工监控量测相结合,对北京地铁黄庄站10号线地铁施工对管线的影响进行分析,根据管线的性质、埋深、管线与隧道的位置不同,考虑施工中可能会出现的风险,对管线分区段进行地表沉降控制,并结合有关管线安全性的评价标准对地下管线的安全性进行分析和预测。结果表明,开挖完成后的最大地表沉降预测值为94.7mm,未超过管线安全性要求,但由于黄庄站地层存在着比较多的空洞,地层富水和管线下漏水,因此为保证管线的正常使用,对管线及地层提出具体的加固措施。

高速列车通过隧道时压力变化的数值模拟

采用三维粘性、不等熵、可压缩、非定常流的Navier Stokes方程,用有限体积法进行区域离散,对高速列车通过隧道时所引起的压力变化进行模拟。在模拟中同时考虑了列车速度、阻塞比、列车形状对隧道内压力的历时变化的影响,并将模拟结果与木川田一弥、森井宣的水槽实验结果和英国patchway隧道现场量测结果进行了比较,三者基本相吻合。实验及计算结果表明,隧道内产生的最大压力和列车速度、阻塞比等相关。

地铁施工沉降监测分析与控制

以北京地铁四、十号线黄庄站工程为背景、结合现场施工临控量测结果,总结了四号线黄庄站在浅埋暗挖法施工下地表及拱顶沉降产生的原因及沉降规律,并提出控制沉降的措施。对后续工程施工起到指导作用。

高速列车进入带缓冲结构隧道的压力变化研究(Ⅰ)

给出了列车穿越带有缓冲结构的隧道压力变化的三维粘性流场数值模拟过程,控制方程为三维粘性、可压缩、非定常流的N-S方程,空间离散采用了中心有限体积法格式,时间采用预处理二阶精度多步后差分格式进行离散,对列车与隧道之间的相对运动采用移动网格技术处理。对不同的缓冲结构缓解隧道内瞬变压力及压力梯度的作用进行了研究。研究结果表明,缓冲结构的设置能够有效地降低隧道内的压力和压力梯度的最大值,其原因在于缓冲结构延长了压缩波压力上升的时间,降低列车突入隧道时所形成的最大压力梯度;另一方面由于压缩波在缓冲结构和列车、隧道之间多次的反射,也降低了压力峰值。

高速列车穿越隧道的二维非定常流数值模拟

给出了高速列车穿越隧道压力波的二维粘性流场数值模拟过程,控制方程为二维粘性、可压缩、不等熵、非定常流的Navier Stokes方程,空间离散采用了中心有限体积法格式,时间采用预处理二阶精度步后差分格式进行离散,对隧道壁面采用壁面函数处理,计算结果与国外的实验结果进行比较,二者基本一致。

脓毒症患者肠道黏膜通透性的临床研究

目的探讨脓毒症患者肠道黏膜通透性的变化。方法前瞻、随机抽取符合入选条件的脓毒症患者和健康志愿者各20例。入选的患者和健康志愿者均给予口服含乳果糖10g、甘露醇5g的测试液,用高效液相色谱仪示差折光检测器测定6h后尿中乳果糖和甘露醇水平,计算出它们的比值(L/M);留取尿液的同时抽取血液标本测定血浆D-乳酸和血清前降钙素(PCT)水平。观察并对比脓毒症患者和健康志愿者以上指标,并对尿L/M比值、血浆D-乳酸和PCT进行相关分析。结果脓毒症患者的尿L/M比值、血浆D-乳酸和PCT水平较健康志愿者明显偏高(P<0.001);而脓毒症患者的尿L/M比值、血浆D-乳酸和PCT呈正相关(P<0.01或P<0.001)。结论脓毒症患者的肠道黏膜通透性明显增加,肠道黏膜通透性的增高程度与脓毒症的严重程度有密切关系。