基于一维流动模型的高速列车隧道压力波特性

高速列车通过隧道过程中引起隧道内压力的剧烈波动,会诱发车内压力波动并可能引起车体疲劳破坏等问题。而研究此类问题的基础在于快速准确预测隧道压力波。基于一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法,对单车通过隧道和两列车隧道内交会进行数值模拟。选取京沪高速铁路隧道为研究对象,通过全时间区域下隧道空间中的压力传播的过程图描述压力波的形成过程,给出隧道内交会压力波比单车通过隧道的压力波剧烈的原因,研究列车速度和阻塞比对车外最大压力值和最小压力值的影响特性。结果表明,高速列车通过京沪高铁典型长度隧道时,其车体表面承受的最大压力波动基本与车速的平方成正比,而其与阻塞比基本呈线性关系。

开孔隔墙隧道内单列高速列车运行空气阻力的数值模拟研究

开孔隔墙隧道是一种新型的高速铁路隧道结构型式,与传统结构隧道比较,列车通过时空气动力学性能有较大不同。文章基于一维可压缩非定常不等熵流动模型及广义黎曼变量特征线法,建立了隧道内列车运行空气阻力分析方法,模拟了不同长度的有开孔隔墙隧道和无隔墙隧道空气阻力最大值和空气阻力平均值的变化规律,得出隔墙隧道可较大幅度地降低空气阻力,速度一定时隧道长度对内置开孔隔墙空气阻力幅值没有影响的结论。文章研究了2 000 m长度内置隔墙隧道的开孔间距、开孔大小和列车运行速度对空气阻力的影响特性,初步探讨了高速列车通过内置开孔隔墙隧道产生空气阻力与压缩波和膨胀波的关系及空气阻力最大值和车速的关系,为今后进一步研究内置开孔隔墙隧道列车空气阻力和该类结构隧道的工程应用提供了一定的基础。

160km/h单列货车通行隧道时压力波和气动载荷特征

随着经济发展和社会需求,研制更高时速的货运列车迫在眉睫.根据我国新研发的时速160公里的货运列车,需要开展货运列车通过隧道时的车体气动载荷研究.采用一维可压缩非定常不等熵流动模型特征线数值模拟隧道压力波方法,针对既有普速线的线路特点.研究高速货运列车单列车通过隧道的压力波形成机理和变化规律;研究不同工况下不同列车速度、车辆类型、隧道净空面积和隧道长度对最大正负压值和最大压力峰峰值的影响规律,归纳主要因素对车体气动载荷的影响规律及主次关系,获得货运列车车体强度设计和评估用气动载荷分布规律和范围.研究结果表明:单列车通过隧道时的压力波与列车驶入、驶出隧道诱发的压缩波和膨胀波反射和叠加相关;随着列车速度的提高、隧道净空面积的减小,列车车外最大正负压值和最大压力峰峰值均增加;在相同工况下,全侧开式棚车的的压力波动幅值大于塞拉式快捷车压力波动幅值;单列货运列车通过2.5 km隧道及以上时,最大正压值达到恒定值,最大负压值在最不利长度隧道处,达到最大值,然后随着隧道长度的增加逐渐减小;最大压力峰峰值在最不利长度隧道处达到最大值后随着隧道长度的增加而逐渐减小.本文研究结果可为货运车体气动疲劳强度设计提供支持.

中低速磁浮列车隧道交会时车内外压力波特征探析

磁浮列车在隧道内交会相比于单列车在隧道内运行会产生更大的压力波动,瞬态压力在变化的同时由车外向车内传递,车内外压力波动可能影响司乘人员舒适性并导致车体气动疲劳损伤。文章基于国内磁浮列车相关技术参数,采用一维可压缩不等熵流动模型的广义黎曼变量特征线法研究了磁浮列车隧道内等速交会时的车内外压力波,确定了在隧道内交会的最不利位置。研究结果表明,在隧道中央等速交会时,车内外压力波动最剧烈。