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。

铁路隧道内置隔墙的空气动力学分析及设计方法

通过对铁路隧道内内置开孔隔墙结构的研究,进一步揭示此种隧道设计新方法对高速列车空气动力学性能的影响。采用一维流动模型及理论对内置开孔隔墙隧道内压力波问题进行了数值模拟及分析。在对其特点进行分析的基础上,对基于一维可压缩非定常不等熵紊流流动模型建模和广义黎曼变量特征线法的预测方法进行了介绍。该方法可快速准确地预测单列车及两列车对向通过设置开孔隔墙时引起的隧道压力波。由此进一步分析了车内压力舒适度。该程序可为内置开孔隔墙隧道的横断面设计提供空气动力学方面的依据。