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高速铁路隧道内置开孔隔墙的压力波数值模拟研究
| 论文题名： | 高速铁路隧道内置开孔隔墙的压力波数值模拟研究 |
| 关键词： | 铁路隧道;高速列车通过;空气动力学;内置开孔隔墙;隧道压力波;数值模拟 |
| 摘要： | 高速铁路是当今世界铁路发展的潮流，也是体现一个国家科技综合发展水平的重要标志之一。随着高速列车运行速度不断提高，高速列车隧道空气动力学问题越来越严重，列车在隧道内高速运行引起的隧道内空气压力波动及隧道出口微气压波对列车运行安全性、经济性、旅客舒适性及隧道周围环境均有严重不良影响。隧道空气动力学问题是高速铁路隧道设计中必须解决的关键技术问题，同时也是既有线隧道能否适应列车提速需要必须考虑的重要问题。我国正大力发展高速客运专线，在建及拟建的高速铁路隧道数量多，长大隧道所占比重大，隧道内行车速度目标值高，因此需要对高速列车通过时引起的隧道压力波的机理和减缓措施进行深入研究。 复线隧道内设置开孔隔墙对隧道压力波产生不可忽视的影响，本文通过三维数值模拟方法，以真实的CRH2G列车几何模型为对象，采用三维、非定常、可压缩、粘性流的雷诺平均纳维——斯托克斯方程及k-Omega SST湍流模型，应用重叠网格技术对高速列车通过内置开孔隔墙隧道压力波问题进行比较全面的数值模拟研究，主要研究内容包括： 1、对列车通过简单隧道时的流场和通过内置开孔隔墙隧道时的流场以及隔墙开孔处的流场进行分析，并对不同车速通过简单隧道和内置开孔隔墙隧道的隧道内压力波、车身压力波进行对比。 2、对隧道内有、无隔墙，有、无开孔隔墙，隔墙有、无开孔的隧道内压力、车身表面的压力进行对比研究，发现隧道内置开孔隔墙对单车压力波没有加剧作用，可以改善隧道的力学结构，又可以提供逃生和救援通道。 3、对开孔隔墙进行不同参数的对比研究，得出从隧道力学结构、救援和逃生等因素综合考虑下的合理的开孔面积和开孔间距。 本文采用三维数值模拟方法对高速铁路内置开孔隔墙隧道压力波的系统研究，在国内外尚属首次。本文的研究成果对我国高速铁路隧道的结构设计、复线隧道隔墙开孔参数优化提供了重要的空气动力学依据，对高速铁路隧道空气动力学的进一步发展和隧道建设有切实的理论意义和实用价值。 |
| 作者： | 杨永刚 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 梅元贵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2016 |
| 正文语种： | 中文 |
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