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高寒地区桥隧连接段环境场对列车的影响
| 论文题名： | 高寒地区桥隧连接段环境场对列车的影响 |
| 关键词： | 桥隧连接段;环境场;列车气动特性;高寒地区 |
| 摘要： | 随着我国铁路网络的逐渐完善，高寒地区铁路的建设也在逐渐推进。由于高寒地区气候条件恶劣以及地形条件复杂，需要用大量的桥梁和隧道来满足列车运行的需求。桥隧连接段作为一个特殊的区域，隧道洞内环境稳定，桥梁却暴露于大气中，受自然环境影响，全年气流气温变化较大，因而桥隧连接段环境较为复杂，列车在通过时会出现较大的气动力变化。当列车在桥梁上行驶时，一方面列车会改变峡谷中流场的分布，另一方面复杂的气候条件会对列车气动性能产生巨大影响，进而影响列车的行车安全。目前对高寒地区桥隧连接段列车的行车安全问题研究不足，故研究高寒地区复杂气候对列车影响是有必要的，对于即将建成铁路具有参考价值。 本文主要的研究内容有： （1）基于流体动力学理论，利用流体计算软件FLUENT对列车气动性能进行仿真计算。根据高寒地区线路某段的气候条件建立数值模型，选取RNGk??湍流模型和编写UDF程序，采用SIMPLE压力校正算法进行迭代计算。 （2）研究在不同来流风速下列车的气动性能，得出列车表面风压与风速、列车位置之间的关系。结果表明：由于列车阻挡，列车迎风侧受压力作用，出现扇形高压区；背风侧受吸力作用，且列车表面风压随来流风速的增大而增大。列车逐渐靠近隧道过程中，高压区也逐渐向车尾偏移，从而列车出现较大的摇头力矩，对列车的安全造成影响。 （3）研究不同季节列车的气动性能，得出列车表面风压与温度之间的关系。结果表明：夏季由于太阳辐射较大，温度变化较大，较大的温差会加快气体流动，列车表面风压的变化较为明显；冬季温度低，太阳辐射小，结构表面温度相差不大，风压变化较小。 （4）研究在环境场中列车的气动力特性，得到气动力与风速、温度的关系。结果表明：气动力幅值随风速的增大而增大；季节变化对列车气动力有很大影响，温度越低，空气密度和粘度越大，列车气动力幅值越大。 |
| 作者： | 李国锦 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 贾影 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 北京交通大学 |
| 学位年度： | 2023 |
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