原文传递
基于一维流动模型的高速列车隧道压缩波特性研究
| 论文题名： | 基于一维流动模型的高速列车隧道压缩波特性研究 |
| 关键词： | 高速列车隧道;特征线法;压缩波;一维流动模型 |
| 摘要： | 高速列车车头进入隧道瞬间，列车车头处会产生初始压缩波。初始压缩波沿隧道以当地声速传播到隧道出口时，会在隧道出口端产生反射与折射。折射的压缩波由出口端向隧道周围辐射，形成洞口微压波。微压波强度大时会产生音爆，对隧道周围的环境和居民产生严重影响。微压波的强度与到达隧道出口端的压缩波的压力变化率成比例关系。减缓微压波的一个很重要方面就是减缓初始压缩波，因此有必要了解初始压缩波的形成过程、洞内传播过程及其影响因素。 本文采用一维可压缩非定常不等熵流动模型，把隧道内空气流动的有效截面积看作空气流动时间和流动距离的二元函数。在此基础上改进了网格类型的划分及处理方法，较为真实的模拟了流线型高速列车进入隧道时的空气动力学问题。根据初始压缩波在隧道内的传播特点，本文将改进的广义黎曼变量特征线法应用到初始压缩波的计算中，有效的降低了数值耗散。 本文以ICE2高速列车为例，重新拟合了车头面积函数，并通过与国外实验数据的对比验证了拟合的正确性。分析了CRH3和CRH380A两种车头的区别，结合ICE2头型面积函数拟合方法给出了CRH3和CRH380A的拟合头型面积函数，得出了适合一维模型压力波计算的空气动力学头型。研究了CRH3和CRH380A高速列车进入隧道时初始压缩波的产生特性，分析了列车头型、列车速度和阻塞比对初始压缩波压力变化率和波长的影响。结合初始压缩波在隧道内传播时压力变化率的变化特性，获得了不同车型和不同速度条件下临界隧道长度。 本文改进了初始压缩波产生及传播程序，发展了列车头型面积函数的拟合方法，对初始压缩波的产生和传播特性进行了进一步分析。本文的一些研究方法和结论可以为后续研究和应用提供有益参考。 |
| 作者： | 吴明 |
| 专业： | 工程热物理 |
| 导师： | 梅元贵 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2013 |
| 正文语种： | 中文 |
检索历史
应用推荐
