高速列车进入隧道产生压缩波的实验研究

高速列车进出隧道时会产生一系列空气动力学效应,引起噪声及车厢内压力的变化.实验测试是研究这一问题的有效方法之一.利用高速列车空气动力学模型实验系统对高速列车在进入隧道过程中瞬变压力的传播规律进行研究,并分析了列车速度以及阻塞比对测试结果的影响,得出的结论对以后的研究具有一定的参考和借鉴.     

隧道中高速列车空气阻力的水流模型实验

为探求不同隧道设计体型中高速列车的空气阻力变化规律,在保证阻力相似的前提下,以京沪高速铁路南京越江隧道初设方案为原型,用水流代替气流作为流体介质进行了模型实验,给出了SS8型列车通过南京越江隧道时空气阻力的变化规律.实验发现,竖井可以降低空气阻力最多达8.0%;隔墙将增加10.0%左右的空气阻力.建议京沪高速铁路南京越江隧道采用单孔双竖井方案.     

基于MSC．Dytran的高速列车过隧道三维数值模拟

利用美国MSC．Software公司的MSC．Dytmn和MSC．Patran软件建立了D字头高速列车过隧道时的有限元模型，并利用MSC．Dytran的流固耦合算法，对高速列车入隧道的冲击波响应进行三维数值模拟，经过与试验测试结果对比，得出MSC．Dytran的动力学分析结果与实际情况基本符合的结论．     

高速列车对复杂隧道内空气压力的影响

复杂隧道内空气压力特性是隧道设计的重要参数,必须进行深入研究。为提高试验中信号强度和改善测量精度,采用水流代替气流作为流体介质进行复杂隧道模型实验,并研究竖井及中隔墙对空气压力特性的影响。得出了高速列车不同运行速度时复杂隧道内不同位置处的空气压力变化规律,即竖井可明显地降低隧道内的空气压力峰值和梯度,而中隔墙将恶化隧道内的空气压力环境。因此,在可能的情况下,对于复杂体型的长隧道,应尽量布设竖井而避免中隔墙。     

基于MSC.Dytran的高速列车过隧道三维数值模拟

利用美国MSC.Software公司的MSC.Dytran和MSC.Patran软件建立了D字头高速列车过隧道时的有限元模型,并利用MSC.Dytran的流固耦合算法,对高速列车入隧道的冲击波响应进行三维数值模拟,经过与试验测试结果对比,得出MSC.Dytran的动力学分析结果与实际情况基本符合的结论.     

局部变截面铁路隧道的空气动力学效应（英文）

本文采用三维、可压、非定常方法和RNG k-ε湍流模型对截面部分减小的新型铁路隧道的空气动力学性能进行了数值研究,分析了截面减小率对马赫波传播的影响。结果表明：截面减小率对隧道中部的压力配置影响最大,其次是入口扩大段,最后是出口扩大段。截面变化处所产生的新的压缩波强度随着主隧道截面积的减小呈指数增加。变截面隧道洞壁和列车表面的最大压力峰峰值比等效均匀隧道分别降低10.7%和13.8%。经济分析表明,变截面原型隧道的空气动力学性能优于基于相同开挖体积的传统隧道。     

隧道工况下高速列车动态气密性数值分析方法

高速列车通过隧道或者在隧道交会时,产生复杂的压缩波和膨胀波,由于车体不能完全密封,导致车内压力发生跟随性变化,引起乘客舒适度降低的问题。通过建立高速列车车体内外流场的数值分析模型,在计算车体外表面压力波的基础上,以等效泄漏孔作为车体内外压力传递的接口研究车内压力的变化规律,提出了高速列车动态气密性指数计算方法。首先,对比等效泄漏孔建模中长细比及位置对车内压力的影响,确定了包含等效泄漏孔的车体内外流场准确的数值模型;然后,建立了高速列车-隧道CFD(computational fluid dynamics)模型,计算了高速列车隧道交会流场,获得了列车在隧道交会工况下车体外表面压力波;最后,将车体外表面压力波作为车体内外流场模型的激励,计算了车内压力变化,拟合数据后分析了车内压力变化率和动态气密指数,并与已有文献的实测数据进行了对比验证。结果表明：等效泄漏孔的建模应采用长细比大于1∶4的计算结果更合理;单节车气密性数值模型中泄漏孔的位置对车内压力影响不大;列车隧道会车工况下车体外流场大多处于负压状态,只有头车测点出现正压。所提的车体动态气密性分析模型能较好地模拟车内压力波动,在7.05 c...     

高速铁路地下三岔口隧道压力变化数值模拟

为了研究高速铁路地下三岔口隧道内的空气动力学压力场,给出列车穿越地下车站时压力变化的三维黏性流场数值模拟过程.研究结果表明:列车从双线隧道过渡到单线隧道时,双线隧道内同一个测点的最大压力要大于列车从单线隧道过渡到双线隧道时产生的压力;而列车从双线隧道过渡到单线隧道时单线隧道内同一个测点的最大压力要小于列车从单线隧道过渡到双线隧道时产生的压力.其次,在过渡段内,隧道横断面越大,最大压力值越小,且与列车的运行方向无关.当列车会车于过渡段中部时,隧道内压力变化的最大值明显比单线隧道穿越过渡段时的要大很多,但不会达到2倍.     

隧道中列车头部空气阻力的简化计算

针对具有一定细长比的流线型高速列车车头,本文建立了其在进道中行驶时的高程摩阻损失和局部摩阻损失的简化计算公式,在此基础上,给出了遂道中列车头部空气阻力的简化计算方法。本文结论可为车头选型提供参考并为遂道中列车空气阻力的计算提供依据。     

高速列车过双线隧道气动效应及列车风特性

为加深对隧道内气动效应和列车风特性的认识,采用RNGκ-ε湍流模型模拟高速列车偏心通过隧道全过程,应用滑移网格技术模拟列车高速运动,对列车通过时隧道内的气动效应及列车风进行研究.通过将数值计算结果与现场试验结果进行对比,验证了数值方法的准确性.研究表明:隧道入口处气动压力变化规律与隧道内有很大差别;列车两侧对称测点的最...     

喇叭型隧道入口的空气动力学特性的试验研究

为了研究高速列车进入隧道时在隧道内所产生的压力波和向外辐射出去的微压波的规律,开发了一套以压缩空气作为动力来驱动列车模型的缩尺模型试验装置。通过模型试验系统对高速列车突入带喇叭型入口隧道产生的复杂压力场进行模拟,通过分析模型试验结果中的压力及压力梯度曲线所表现的规律,对喇叭型入口削减隧道入口处的最大压力和最大梯度值的效果进行了研究,结果表明:喇叭型隧道入口能够有效地减小压缩波和微压波的影响,其削减效果依赖于入口长度。     

盾构隧道下穿高铁路基变形分析及影响因素研究

为研究地铁盾构隧道下穿高铁路基时的变形规律及其影响因素,以西安市实际工程为背景,建立三维数值模型,分析地铁盾构隧道下穿既有高铁路基时高铁路基位移、道床位移等因素的变化规律。同时,利用正交试验研究隧道开挖间距、隧道下穿角度等因素对高铁路基的影响。结果表明：盾构隧道施工完成后,路基和道床的最大竖向位移分别为9.18、7.43 mm;路基土体横向最大位移不同方向分别为0.24、-0.29 mm;道床最大位移不同方向分别为0.17、-0.13 mm。此外,竖向净距对既有高铁路基与高铁路基道床竖向变形影响最大;下穿角度对既有高铁路基道床横向变形影响最大。     

液压减震器的容性模型研究

建立了基于结构尺寸参数的液压减震器动力特性模型，通过实验数据检验了模型的正确性，并对模型的工程应用作了说明．     

明洞式隧道洞门开口率优化

为获得等截面开口型缓冲结构相对最优开口率,基于三维非定常可压缩雷诺时均N-S方程和标准κ-ε双方程湍流模型,采用滑移网格方法,对3车编组的高速列车分别以250、300、350 km/h速度通过开口率在20%~84%之间的等截面开口型缓冲结构进行模拟,并对隧道内初始压缩波和隧道出口气压爆波进行研究.结果表明:数值计算结果与动模型试验相比,波形吻合度较好,幅值偏差均不超过6%;开口对初始压缩波形幅值起到增大作用,并随开口增大而先增大后减小,在开口率为60%时达到最大;初始压缩波压力梯度受开口影响显著,随着开口率增大而减小,且在开口率为40%以后变化不大,气压爆波随开口率变化规律与初始压缩波压力梯度基本一致.     

客车模型风洞试验研究

通过对典型客车模型风洞试验过程、方法以及试验数据的分析介绍,给出了客车模型在60m／s风速时,气动阻力系数随横摆角的变化关系曲线,零横摆角时的表面压力分布。研究结论可为客车空动力学特性、客车的设计和选型提供参考。     

荷载横向分布计算的偏心压力法模型实验教学法研究

为易于学生理解"桥梁工程"中的荷载横向分布计算原理,根据偏心压力法计算荷载横向分布的方法进行模型桥梁的加载实验,测试各主梁所分担的荷载。通过对比分析实验与理论荷载横向分布影响线的分布情况,帮助学生理解桥梁空间计算中的荷载横向分布问题,及认识将空间的荷载横向分布计算简化为平面计算的原理。经实践检验,该教学方法具有良好的效果,在强化学生知识的同时还培养了学生的能力。