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磁悬浮列车通过隧道的空气阻力问题分析
| 论文题名： | 磁悬浮列车通过隧道的空气阻力问题分析 |
| 关键词： | 磁悬浮列车;隧道;列车空气阻力;竖井;阻力计算方法;数值解;侧向风;微分方程;截面积;非恒定;长度;随时间变化;空气动力学;粘性流动;数值方法;实测结果;三维数值;计算模型;模拟结果;列车速度 |
| 摘要： | 高速磁悬浮列车通过隧道时的一个重要的工程实际问题是空气 阻力问题。本文首先从空气动力学基本原理出发，按非恒定粘性流动 模型分别建立了磁悬浮列车通过无竖井、单竖井和双竖井三种不同类 型隧道时列车侧向风速满足的微分方程，并且对方程解的存在性和唯 一性进行了证明，为数值方法的可行性提供了理论依据。然后，根据 原朝茂阻力计算模型分别推导出了列车通过三种隧道的整个过程的 阻力计算方法。以侧向风速满足的微分方程为基础，用精度比较高的 四阶Runge-Kutta方法求出其数值解及其一阶微分的数值解，并代入 列车空气阻力的计算公式中，得到了阻力随时间变化的数值解。通过 阻力结果分别与实测结果和三维数值模拟结果的比较，发现三者吻合 程度比较理想。最后，通过对隧道截面积、隧道长度、列车速度、列 车长度、竖井截面积、竖井长度及竖井位置等影响磁悬浮列车通过隧 道时空气阻力的各种因素的分析以及三种类型隧道中阻力计算结果 的比较，提出了一些合理的解释和建议，为隧道减阻设计和列车行车 安全措施制定提供了依据。 关键词： 隧道；竖井；磁悬浮列车；空气阻力；侧向风；非恒定流 |
| 作者： | 王兆祺 |
| 专业： | 流体力学 |
| 导师： | 赵毅山 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 同济大学工程力学与技术系 |
| 学位年度： | 2003 |
| 正文语种： | 中文 |
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