高速列车通过短隧道、隧道群气动效应分析
[Abstract]:In today's world, high-speed railways are developing at full speed. With the increasing of train speed, the aerodynamic problem of high-speed train tunnel is becoming more and more serious. When the train passes through the tunnel at a higher speed, the ambient air pressure changes greatly in a short time due to the restriction of the tunnel wall, which produces the entrance effect, the pressure fluctuation in the tunnel, the micro-pressure wave and so on. Passenger comfort and the surrounding environment of the tunnel had a negative impact. There are a large number of high-speed tunnels under construction and pre-construction in China, among which short tunnels and tunnel groups occupy a considerable proportion. Therefore, it is urgent to study the aerodynamic problems caused by high-speed trains passing through short tunnels. In this paper, the aerodynamic problems caused by high-speed trains passing through short tunnels and tunnels are numerically simulated. Based on unsteady, compressible Navier-Stokes equation and k- 蔚 two-equation turbulence model, a computational fluid dynamics method with dynamic mesh technique is used to study the train passing through single tunnel and short tunnel with different spacing at different speeds. Through the calculation of multiple working conditions, the stress on the surface and the section of the tunnel and the variation of the micro-air pressure wave at the exit of the tunnel are analyzed, and the influence of train speed and tunnel spacing on the aerodynamic characteristics of the tunnel group is obtained by the analysis of the influence of the train speed and the tunnel spacing on the aerodynamic characteristics of the tunnel group. The results of numerical simulation show that when a train passes through a short tunnel, the front of the forward flow is under the maximum positive pressure, while the maximum negative pressure is obtained at the transition between the rear and the body. The positive pressure and the negative pressure amplitude are all proportional to the square of the train speed. As the train enters the tunnel, the pressure fluctuation in the tunnel increases gradually, the pressure distribution in the tunnel and on the cross section of the tunnel is extremely uneven, and the pressure amplitude near the surface of the train is larger and more varied. The pressure amplitude of the area far away from the train is small and little change. The micropressure wave at the exit of the tunnel is approximately inversely proportional to the distance from the exit of the tunnel, and the amplitude of the micro-pressure wave is proportional to the square of the train speed. When the high-speed train passes through the short tunnel group, the magnitude of the positive pressure on the front and the negative pressure on the body are basically consistent with those of the single tunnel. With the increase of the distance between tunnels, the amplitude and the rate of change of the micro-pressure waves generated by trains passing through the tunnel group gradually decrease, and when the tunnel spacing reaches 100m, The amplitude of the microbaric wave generated by the train passing through the tunnel group is consistent with that of the single tunnel. In this paper, the aerodynamic effects of high speed trains passing through short tunnels and tunnels are numerically simulated, and the variation of pressure and pressure at the exit of tunnels are obtained. The results of the study have practical application value and reference significance for guiding the study of high speed train running safety, tunnel surrounding environment and related problems in the future.
【学位授予单位】:大连交通大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2014
【分类号】:U451.3
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,本文编号:2307362
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