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高速列车隧道会车时压力波特性和瞬态力学行为的数值模拟
| 论文题名： | 高速列车隧道会车时压力波特性和瞬态力学行为的数值模拟 |
| 关键词： | 高速列车;隧道会车;压力波特性;瞬态力学行为;数值模拟 |
| 摘要： | 本文针对两列CRH2型高速列车在双线隧道内交会这一空气动力学问题，主要展开了两方面的工作: 1、以数值模拟为研究手段，基于高速列车隧道会车的外流场是一个有粘性、绝热、可压缩、非定常的三维湍流流场，并结合标准k-ε两方程模型和一系列边界条件，采用包含滑移网格技术的CFD方法，分别模拟了高速列车在隧道内包括等速(200、250、300、350km/h)和不等速(200-250、200-300、200-350km/h)七种会车工况下车体表面的空气压力波特征，分析了压力波波形、峰值以及压力幅值的变化规律。 2、采用有限元分析软件LS-DYNA3D显示算法，结合得到的空气压力波载荷时程曲线，研究了上述七种工况下高速列车隧道会车时车体结构的瞬态力学行为，得到了车体及侧窗的应力-时程曲线和横向位移-时程曲线。分析了上述七种工况下空气压力波载荷对车体强度的贡献比率，结果表明，针对本文的研究模型，当会车相对速度高于450km/h时，贡献比率随着会车相对速度的增大而增大;而当会车相对速度低于450 km/h时，贡献比率较小。最后，对比研究了高速列车侧窗分别在移动压力波和静载荷作用下瞬态响应的差异性。结果显示，列车各车窗在移动压力波作用下的其中心最大应力值都高于在静载荷作用下的应力值。 本文研究结果对高速列车隧道会车压力波问题的研究、高速列车在隧道内的限速问题以及列车在隧道内交会时的安全运行有一定的参考价值。 |
| 作者： | 任明 |
| 专业： | 车辆工程 |
| 导师： | 赵永翔 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 西南交通大学 |
| 学位年度： | 2015 |
| 正文语种： | 中文 |
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