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高速列车通过跨线桥梁时的气动效应分析
| 论文题名： | 高速列车通过跨线桥梁时的气动效应分析 |
| 关键词： | 跨线桥梁;高速列车;列车风;气动效应 |
| 摘要： | 列车高速通过跨线结构时，形成的列车风对于周围的结构物会产生一定的作用力，本文主要采用数值模拟的方法，对高速列车通过跨线桥梁的列车风气动效应进行分析。 基于三维，粘性，非定常，可压缩，N-S方程，采用k-ε两方程模型，对高速列车通过跨线桥梁建立三维数值模型。通过变化车头型式、列车长度、列车速度、桥梁高度及列车与桥梁夹角等参数，根据桥梁表面的不同测点采集的压力数据，对列车风在桥梁上产生的风压分布规律进行分析，得到桥梁迎风面、背风面以及底面的风压时程曲线，获得压力幅值的分布规律。对得出的风压分布规律，利用非线性曲线拟合的方法，分析压力幅值与不同变量之间的相关性。 计算结果表明:高速列车通过桥梁时，压力时程曲线有两个明显的压力波动，主要是由车头和车尾通过测点时引起的;列车头部的压力影响范围要大于列车尾部;流线形列车的压力幅值要小于钝形列车，并且流线形列车通过测点时作用的时间跨度要比钝形列车短;压力幅值与列车的长度没有关系;当高速列车以不同的速度通过跨线桥梁时，随着测点高度的增加竖向风压逐渐减小，水平方向风压从中心向两测逐渐递减，桥梁底面顺轨道方向最大正压出现在距离桥梁驶入端有一定的距离，最大负压出现距离桥梁驶出端一定距离;当列车以350km/h通过桥梁，桥梁高度变化时竖向风压随着桥梁高度的增加逐渐减小，水平方向风压变化主要集中在列车正上方;轨道与桥梁的夹角不同时，72°相对于其它工况压力幅值要小很多，90°时压力幅值最大;压力幅值与列车运行速度的平方成正比，与桥梁高度成反比，与测点到轨道中心距离是指数关系。 本文的工作为高速列车通过桥梁时气动性能进行分析，得到基本的变化规律，为跨线结构的设计、施工以及指导高速列车安全运行提供参考依据。 |
| 作者： | 艾兵海 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 闫亚光;苏霞 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 河北工程大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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