原文传递
竖井高度对高速铁路隧道气动效应的影响研究
| 论文题名： | 竖井高度对高速铁路隧道气动效应的影响研究 |
| 关键词： | 高速铁路隧道;竖井高度;气动效应;初始压缩波 |
| 摘要： | 高速铁路以其安全可靠、能效高、占地少、环境污染较轻、经济性好、技术先进等特点而倍受世界各国的青睐。目前我国正在大规模地进行高速铁路建设。当列车以较高速度通过隧道时，将会在隧道内产生明显的压力波动并在隧道出口产生微压波现象，影响到列车内乘客的舒适性和隧道周围环境。本文以西南交通大学承担的国家高技术研究发展计划(863计划)课题《磁浮交通沪杭线越黄浦江隧道的工程技术问题研究》为依托，运用计算流体力学分析软件FLUENT对时速200-350km的高速列车通过设有不同高度竖井的隧道时产生的空气动力学效应进行了深入研究。 本文根据高速列车通过带竖井隧道过程中所产生流场的特征以及隧道与竖井内空气流动的数学物理模型建立了高速列车通过带竖井隧道的数值模拟方法。采用三维粘性、可压缩、不等熵、非定常流的Navier-Stokes方程作为控制方程，空间离散采用中心有限体积法格式，时间离散采用预处理二阶精度多步后差分格式，隧道壁和竖井壁采用壁面函数处理，运用滑移网格技术对高速列车突入带竖井的隧道进行了数值模拟。并按照Ueberlinger西部隧道实际尺寸建立了数值计算模型与现场量测实验结果进行了对比。 通过数值模拟，对高速列车突入带有通风竖井的隧道时产生的流场现象进行了分析，比较了有无竖井时隧道内压力及压力梯度的变化，对高速列车通过带竖井单线隧道时的压力波动全过程以及在此过程中所产生的压力场和速度场的特性进行了研究，并给出了不同时刻不同位置时列车及其周围隧道内三维压力场和速度场的分布。 采用理论分析和数值模拟相结合，对单个竖井减小隧道气动效应的作用机制进行了探索，分别对不同高度竖井对高速铁路隧道空气动力学效应的影响做了详细的数值模拟计算。研究了不同隧道长度、不同列车速度下竖井高度对初始压缩波最大压力值和压力梯度值以及隧道出口微压波峰值的影响，首次在竖井出口设置监测点对竖井出口微压波进行了研究。最后讨论了在减小隧道综合气动效应基础上的竖井高度参数优化。 |
| 作者： | 刘超 |
| 专业： | 桥梁与隧道工程 |
| 导师： | 高波 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2007 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
