高速模式下地铁隧道空气动力学效应断面优化分析

采用三维数值模拟方法和动网格技术对地铁列车以高速通过不同断面地铁隧道时的空气动力学效应进行了分析,得到了车体表面的压力变化情况,由车外压力换算得到了车内压力。参考美国地铁压力舒适度标准选取了最优断面;针对单体隧道和普通区间隧道2种情况,给出了时速100~140km/h时不同动态密封指数下,B型和A型地铁列车的隧道空气动力学效应断面优化取值,可供城市高速地铁隧道设计参考。     

高速铁路并联隧道间距对隧道内气动效应的影响研究

通过高速列车穿越带横通道高速铁路并联隧道时压力变化的三维非定常黏性流场数值模拟过程,研究了两条并联隧道的间距的变化对并联隧道及横通道内的压力变化的影响规律。计算结果表明:开启并联隧道横通道时能使列车运行隧道内的压力变化的最大值降低,同样也能够降低运行隧道内的压力梯度最大值,横通道长度的改变能够在一定程度上降低隧道内的最大压力峰值和压力梯度的大小。对于并联隧道来说,当横通道的长度在20~30m之间时,其降低隧道内的压力效果比较明显。其次,横通道内的压力变化与列车运行方式及列车会车位置有关,当列车单线运行时,横通道内的最大压力从靠近列车运行一侧向背离运行隧道一侧呈线性降低;当列车会车于横通道前一定距离时,横通道内的最大压力表现为两端高、中间低,当会车于横通道口位置时,横通道内的最大压力表现为两端低、中间高。上述研究成果对我国艰险困难山区长大高速铁路并行隧道间距及横通道安全门结构的设计提供一定的依据。     

时速350km高速列车进隧道过程#br# 中瞬变压力变化规律研究

采用数值方法完成CRH380A高速列车进隧道的过程模拟,控制方程为三维、可压缩、非定常流动N-S(Navier-Stokes)方程,采用有限体积法进行计算域离散,利用滑移网格技术模拟列车与周围环境的相对运动。瞬变压力变化计算结果与国内现场试验结果基本一致。研究结果表明：列车进隧道过程中,瞬变压力变化过程可分为三个阶段,即初始压缩波引起压力增长、空气摩阻力引起压力增长、车头经过导致压力突降阶段;沿隧道纵向、同一横断面上最大正负压力值出现在不同位置,入口和隧道内气动压力均表现出显著的三维效应;列车偏心入隧道,近隧道侧气动压力值较远隧道侧气动压力值大,列车受到横向气动力作用。     

高速铁路路桥过渡段动力响应研究

针对某一典型路桥过渡段,利用Fortran语言编制车辆-轨道-过渡段动力大耦合计算程序,借助轨道不平顺性的实测数据,深入分析了不同速度高速列车通过该区段时车体的各项动力学指标,并开展了参数研究,得出以下结论:在150~250km/h的运行速度下,行车的安全性和舒适性指标均能满足规范要求;不平顺幅值对车体响应有着重要影响,缩短波长措施可以有效降低车体振动加速度,提高列车行车平稳性与舒适性。     

地铁隧道带与不带竖井列车活塞效应模拟研究

为研究地铁隧道内带竖井与不带竖井对列车活塞效应的影响及区别,采用移动网格和滑移交界面技术对模型隧道进行三维非稳态数值计算.结果表明,采用移动网格技术对不带竖井隧道模拟计算结果与国外试验吻合;带竖井模型中,隧道入口风速在列车通过竖井时达到峰值,出口风速出现峰值时刻与不带竖井一致,且峰值均略有增大;竖井有利于减小隧道入口压力梯度和压力峰值,列车通过竖井时,造成出口出现较大压力梯度和压力峰值;列车减速尾部压力由负压变成正压.     

高速列车振动下隧道周边砂土液化研究

以广深港高速铁路狮子洋盾构隧道为背景,考虑流固耦合作用,通过FLAC3D软件对列车荷载引发的地层动力响应进行了数值模拟,分析了列车高速通过隧道时孔隙水压力和超孔压比的变化规律。计算中,采用车辆-轨道耦合模型得到列车轮轨激振力。采用循环活动性准则判别砂土液化。结果表明,高速列车荷载作用下,孔隙水压力增大,超孔压比峰值出现在地表,但其值很小,不会发生液化;两列列车交会通过隧道时,超孔压比近似对称分布,其最大值比单列列车通过情形略有增大。     

轨道高速列车被动式压力波保护系统

高速列车在穿越隧道或两车交汇时,车体和隧道(车体)之间的空气流动速度很高,车内外的环境条件会产生变化。当车内压力波受影响变化过大时会对车内旅客造成"耳感不适",为了解决这一问题,高速列车上都装有压力波保护系统。本文阐述压力波保护系统的工作原理,以及对舒适性进行探讨。     

高速列车隧道压力舒适度及安全性研究

对比国内外高速列车压力舒适度标准,提出适用于200~250 km/h车速范围内列车的压力舒适度指标。基于一维流动理论,建立含车站及风井的隧道模型,针对不同的列车运行速度以及密封性指数,对车内的压力变化进行模拟分析,并考虑当列车密封性指标下降或不密封时,车内人员的压力安全性指标。     

重载铁路隧道衬砌结构动力响应分析

在过去几十年里,重载铁路在世界各国获得高速发展。国内外重载运输实践表明,轴重的增大与运量的提高对铁路隧道结构提出了新的要求。文章以某既有重载铁路隧道为背景,分析重载铁路隧道激振荷载,得到激振力函数表达式,求得速度为100 km/h时30 t轴重列车荷载轮轨激振力时程曲线,基于FLAC3D建立了单线隧道三维地层-结构动力计算模型,分析了不同行车速度下隧道结构的动力响应,并同时考虑了不同围岩级别对于衬砌结构的影响。     

双轴胶轮轻轨交通列车加速度动力响应

本文基于双轴胶轮轻轨车辆的结构及走行特点,设定了车桥时变系统空间振动矩阵方程计算初始条件,对双轴胶轮轻轨交通列车竖向、横向加速度动力响应进行了分析。结果显示,车体的竖向加速度和横向加速度都随车速的增大而增大,竖向加速度的最大值在70km/h速度处发生,横向加速度的最大值在80km/h速度处发生,均小于规范所规定的轨道客车车体加速度最大限值,评定等级为优秀。列车加速度动力响应分析结果为国内以后的胶轮轻轨交通建设提供了理论参考。