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台阶型隧道缓冲结构对气动效应的影响研究
| 论文题名： | 台阶型隧道缓冲结构对气动效应的影响研究 |
| 关键词： | 铁路隧道;台阶型缓冲结构;气动效应;数值模拟 |
| 摘要： | 随着科技的快速发展，列车也进行多次提速，进入了高铁时代，随着列车的不断提速，随之而来的列车空气动力学问题越来越严重，给人们带来许多不良的影响，如列车过隧道时，产生很大压力波动，影响行车安全。所以解决列车空气动力学问题就迫待眉睫了。 为了能够真实准确模拟出高速列车进入隧道时产生的复杂流体流动，本文进行了求解三维、可压缩、非定常N-S方程，k-ε两方程模型，并采用滑移网格技术对列车与隧道之间的相对运动进行了模拟。结合数值模拟，对加台阶型缓冲结构的隧道缓解隧道空气动力学效应进行了研究，得出下列结论: 由于在隧道入口设置了台阶型缓冲结构，可以有效缓解高速列车突入隧道时产生的压缩波的影响。隧道壁面测点处的压力梯度峰值也得到了很大幅度的降低，对空气动力效应减弱产生有效的缓解作用。而在隧道入口设置台阶型缓冲结构隧道与不加缓冲结构的隧道对比，设置台阶型缓冲结构初始压缩波的压力时程曲线发展就不那么光滑了，压力发展到压力最大值的时间区段变大。台阶型缓冲结构的阶数对压力上升的时间提前从早到晚是三阶缓冲结构最早，二阶缓冲结构次之，一阶缓冲结构最晚，而压力梯度的峰值明显比不加缓冲结构时的小很多;在台阶型缓冲结构长度相同、速度相同、阶数改变时，三阶缓冲结构对压力梯度峰值减少效果最优;在台阶型缓冲结构长度改变、速度相同、阶数为三阶时，缓冲结构长度为40米时压力减少效果最优;台阶型缓冲结构形式改变时，形式三和形式五减压效果最优。 本文的主要研究成果是为列车过隧道时的气动性能进行分析，得到隧内压力变化规律，为隧道的台阶型缓冲结构的设计、隧道的台阶型缓冲结构的施工以及隧道的施工等提供了参考依据。 |
| 作者： | 李慧君 |
| 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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