新广州火车站高速列车过站数值模拟研究

列车高速过站引发的气动效应问题,是新广州火车站风工程研究的专题之一。本文基于先进的CFD数值模拟仿真平台,采用"动网格"技术对列车高速过站进行数值模拟研究,一方面对压力波的传递对屋盖结构压力分布的影响进行定量评估,为结构设计提供参考和建议;另一方面,给出高速列车通过时站台区域风速的空间分布范围,结合风环境舒适性评估标准(其中包含危险性风速范围),从而给出站台区域人员活动的安全和舒适范围。     

漏斗结构平移模型下房屋龙卷风荷载的分析

基于龙卷风的漏斗结构模型以及Rankine涡平移模型的理论,对房屋进行漏斗结构平移模型下的龙卷风荷载分析,得出较Rankine涡平面模型更为真宴的房屋龙卷风荷载,对房屋的风吸力及扭转荷载作用力进行了分析,得出风吸力的大小随龙卷凤的高度而变化,对低矮房屋的作用力最大。     

龙卷风作用下双坡屋面风压分布试验研究

为研究龙卷风作用下双坡屋面的风压分布,根据龙卷风的风场特点,设计了用于建筑风工程的多变量可调节龙卷风塔,并进行双坡屋面刚性模型的风塔测压试验。龙卷风塔可调节塔体高度、导流板的方向角、导流板的高度,可以模拟类似龙卷风的涡旋风场。对龙卷风塔的气动测试表明：风场的风速分布、风压分布及总气压降和兰金涡流模型理论结果吻合良好,龙卷风塔的设计是可行的,可用于龙卷风荷载的相关研究。采用刚性模型的风塔测压试验,研究双坡屋面的风压分布,为了使研究成果具有代表性,针对3种典型的屋面坡角（15°,30°和60°）制作刚性屋面模型。试验结果表明：建筑物位于龙卷风中心（r=0.0R_m,r为建筑物距风场中心距离,R_m为最大旋转风速半径）时,屋面风荷载为吸力,且呈中心对称分布;建筑物位于r=1.0R_m时,屋面的吸力更大,且迎风面和背风面呈现出明显的区别;建筑物位于r=3.0R_m时,屋面的吸力均远小于前两种工况。     

Rankine涡平移模型下低层房屋龙卷风荷载的分析

应用Rankine涡运动理论,结合我国的龙卷风灾,探讨气流速度和压力沿平面的分布规律,分析建筑风荷载,表明了龙卷风各水平面左侧旋涡压强沿径向按递减,递增、递减变化,对建筑物风压力、风吸力、扭转的实用计算进行了探讨,可供建筑结构抗风设计参考.     

Texas Tech University建筑模型龙卷风荷载试验研究

为了评估低矮建筑在龙卷风等局地强风下的风荷载,开展了几何缩尺比为1∶300的Texas Tech University(TTU)模型在物理模拟龙卷风气流下的外表面测压试验,研究不同位置与方位角下结构表面风压系数的均值、脉动值与峰值,以及结构的整体风力系数,并对比了低矮建筑结构龙卷风荷载与边界层风荷载的区别。结果表明：结构龙卷风荷载主要受切向气流和气压降作用影响,其大小随结构与龙卷风中心距离的不同而改变;当结构位于涡核半径时,所承受的局部风压和整体风力均达到最大,最不利值发生在近长边一侧的屋盖角部;结构表面中线上龙卷风荷载与边界层风作用下的荷载变化趋势具有一定相似性,但最不利荷载发生的位置有所不同。     

高速列车荷载下桩承加筋路堤荷载传递机制数值分析

桩承加筋路堤是近来发展起来的软土地基处理技术,具有用桩数量少、节约工程成本、加快工程进度的优点。采用有限元方法研究高速列车荷载下桩承加筋路堤的应力变化规律,分析路堤各部分应力随软土的变形模量、桩弹性模量、格栅弹性模量和桩间距的变化规律。结果表明:上述4个因素对桩中应力、土中应力、桩土应力比、格栅拉应力都有一定的影响。     

高速列车荷载作用的动三轴试验模拟

动三轴试验是目前最常见的获取高速列车荷载作用下土体变形、强度特性的室内试验手段。为探讨模拟高速列车荷载时加荷模式、排水条件、加荷次数等因素对试验结果的影响,利用GDS动三轴仪,对高速铁路沿线典型黏性土进行高振次循环动三轴试验,研究不同试验条件下试样变形、孔压发展规律和临界循环应力比的变化。研究建议可采用半正弦波在排水条件下进行动力试验模拟高速列车荷载,获得地基土体的最大可能变形和临界动应力比,从而简化试验过程,大大缩短试验时间。     

高速列车荷载作用下新型路桥过渡段的动力学特性研究

针对郑西高速铁路上使用的新型路桥过渡段,利用Fortran语言编制车辆-轨道-路基动力大耦合计算程序,深入分析了高速列车荷载作用下规范规定的路桥过渡段的动力响应和新型路桥过渡段动力响应之间的差别,得出了以下结论：①新型路桥过渡段较规范规定的路桥过渡段降低了过渡段上边界被拉裂的危险;②新型过渡段的轨面变形沿线路走向方向呈线性分布,而规范规定的路桥过渡段则是在桥台后一定范围内呈现曲线分布,并且前者的最大沉降量小于后者;③新型过渡段的轨面弯折角沿线路方向呈抛物线分布,且远远小于后者。总体来讲,新型路桥过渡段较规范规定的路桥过渡段更能够实现由刚性桥台向柔性路基的平稳过渡。     

浅析高速列车牵引传动系统

阐述列车高速列车牵引传动系统的组成及工作原理,分析比较两种牵引传动方式的特点及发展前景。     

龙卷风作用及核电站结构极端风荷载相关问题研究综述

在结构荷载规范中一般均不考虑龙卷风荷载,但对于某些设防要求极高的重要工程设施,如核电站,则需要考虑可能的龙卷风荷载作用。从龙卷风风场理论模型的研究发展入手,对直接风压荷载的确定、风致飞射物间接作用以及特种工程结构核电站抗龙卷风设计的研究现状进行了归纳总结,指出了龙卷风直接风压计算中考虑轴吸力作用、风场平移运动及风致扭转作用的必要性以及飞射物冲击作用应区别弹体相对刚度及端部形态对作用效果的影响。     

横向紊流风作用下桁架梁上高速列车抖振力空间相关性试验研究

为分析横风作用下钢桁梁上高速列车受到抖振力的空间相关性,在XNJD-3风洞实验室建立了两种大气紊流场,基于1∶29.7的车桥节段模型,采用同步测压法得到了静止列车上的抖振力分布,尝试从时域、频域两个方面分析攻角、紊流场、列车位置等参数对列车抖振力空间相关性的影响,并对试验现象及影响因素总结,提出了列车抖振力跨向相干函数的拟合公式,证实了列车侧向抖振力的相关性与顺风向脉动风的相关性较接近,升力和力矩的相关性略小于竖向脉动风的相关性,也指出了进一步的研究方向,研究结论对类似桥梁上列车运行的舒适性研究具有指导意义。     

双车交会过程的风-车-桥耦合振动研究

侧向风作用下,双车交会过程中车辆和桥梁的风荷载会发生突变。以大跨度悬索桥为工程背景,通过车桥组合节段模型风洞试验,测试不同状态车辆和桥梁各自的气动力系数。针对强风作用下双车交会过程,通过风-车-桥耦合振动分析,对比分析双车交会情况下车辆和桥梁的响应,讨论双车间距、风速、车速等因素的影响。研究表明双车交会时背风侧车辆风荷载突变使车辆的横向响应显著增大。     

上海长江大桥风-轨道车辆-桥耦合振动及抗风行车准则研究

为确定上海长江大桥轨道交通车辆的抗风行车准则,将风、车、桥三者视为一个交互作用、协调工作的耦合动力系统,通过风洞试验测定主梁及车辆的气动参数,采用自主研发的桥梁结构分析软件BANSYS进行风-车-桥耦合动力分析计算。计算结果表明:桥梁和车辆的响应随风速的增大而增大,风荷载对行车的安全性和舒适性有很大影响。当风速小于20m/s时,车辆可按设计车速90km/h运行;当风速在20～30m/s之间时,车速不应大于60km/h;当风速超过30m/s时,应封闭轨道交通。     

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。     

世博轴膜面平均风压的数值模拟研究

基于Fluent 6软件平台,利用Realizablek-ε湍流模型对世博轴大跨膜结构屋面的平均风荷载进行了数值模拟研究。首先,通过与刚性模型测压风洞试验结果的对比,验证了数值模拟计算的有效性。然后,着重研究了周边建筑对膜表面平均风压分布的影响。最后,从数值模拟得到的流场信息分析了周边建筑对膜表面平均风压分布影响的机理。结果表明:周边建筑对膜表面局部风压分布有一定的影响,主要是由于上游建筑的"遮挡"改变了膜表面附近气流的流动状态,使建筑后面区域膜表面局部风压的绝对值有所减小,但随着上游建筑与膜结构之间距离的增大,这种影响逐渐减弱,并且远离上游建筑位置的膜表面风压基本不受影响。     

高速铁路发展概况

介绍了高速铁路的定义及特点，分析了各个国家的高速铁路发展的现状和概况，从摆式列车、高标准线路、高性能机车车辆等方面探讨了各国高速铁路建设和运营的经验，以及对我国的启示，从而促进我国高速铁路的发展。