【摘 要】
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随着我国东部地区高速铁路网络建设的完善,国家开始大力建设中西部地区高铁线路。我国中西部地区地形复杂,高山峡谷众多,路线多以桥隧段为主。为了解决存在桥隧相连段的车隧气动效应问题,本文提出了通过在隧道洞口浅埋地段来修建减压通道以缓解列车进入隧道产生的空气动力学效应的措施并展开研究。采用理论分析、动模型试验以及数值模拟相结合的方法,对设置有减压通道后的车隧气动效应规律进行了研究。基于FLUENT计算软件
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随着我国东部地区高速铁路网络建设的完善,国家开始大力建设中西部地区高铁线路。我国中西部地区地形复杂,高山峡谷众多,路线多以桥隧段为主。为了解决存在桥隧相连段的车隧气动效应问题,本文提出了通过在隧道洞口浅埋地段来修建减压通道以缓解列车进入隧道产生的空气动力学效应的措施并展开研究。采用理论分析、动模型试验以及数值模拟相结合的方法,对设置有减压通道后的车隧气动效应规律进行了研究。基于FLUENT计算软件,针对减压通道自身的特性,建立各种模型工况,从减压通道的长度、面积、位置和数量分别研究了其对于车隧气动效应缓解效果的影响。此外,本文还研究了列车在不同速度等级下以及列车在隧道内不同位置交会时对于减压通道泄压作用的影响。主要研究内容及结论如下:(1)建立了三维粘性可压缩不等熵非定常流数值计算模型,并将数值模拟计算结果和动模型试验结果相互比较验证,得到的测点压力值基本一致,从而说明了研究方法的准确性。(2)通过对减压通道泄压原理的研究,发现减压通道能够起到分流作用,从而明显降低隧道洞口段的压力值;并且使得压缩波的压力上升被分为几个阶段,减缓了隧道内压力上升的趋势,从而降低了隧道中后段的压力梯度值以及隧道出口微压波的大小。(3)通过对减压通道自身特性对泄压效果影响的研究,在本文的计算工况中,减压通道长度为10m(长度小),距洞口40m(距洞口远),面积为20～25m~2,设置数量为2个时,对于车隧气动效应的缓解效果最好。(4)通过对列车速度以及列车交会对减压通道泄压效果影响的研究,发现减压通道在列车速度改变时,对于洞口微压波的降压作用变化不大;而在列车交会时,会更容易发生隧道内相同类型压力波叠加的最不利情况。
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