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400 km/h+高速铁路隧道内气动效应及净空断面积分析

2021-05-22罗禄森王田天杨伟超刘金松

高速铁路技术 2021年2期

罗禄森 王田天 杨伟超 刘金松 何 洪

(1.中铁二院工程集团有限责任公司, 成都 610031;2.中南大学, 长沙 410083)

隧道气动效应一直是影响高速铁路发展的关键问题之一,随着列车速度的提高,隧道气动效应更加显著,对隧道衬砌、洞内附属设施[1]、车辆密封性能等提出了严峻挑战。目前,国内外专家学者对高速铁路隧道气动效应开展了大量研究,尤其是速度400 km/h+条件下隧道气动效应逐渐引起人们的关注。Ravn s[2]等人利用一维可压缩流动模型数值方法研究了慕尼黑速度350 km/h的机场磁浮线中隧道压力波效应。Huang S[3]等人采用CFD软件研究了速度400 km/h的磁浮列车在会车过程中压力波及其效应问题。Fujii K[4]等人对两列车在隧道中相会和列车进入隧道时引起的三维流动,采用求解欧拉方程或N-S方程进行了模拟。张志超[5]采用一维流动模型特征线法,论证了列车通过隧道产生的压力波幅值与列车速度平方成正比的使用范围。任魁山[6]采用有限体积元的方法,数值模拟研究了磁浮列车进入隧道引起的空气流动和初始压缩波的问题。李新[7]设计了一个隧道压力波模拟系统,在AMESim中建立了隧道压力波模拟系统的物理模型,在Simulink中搭建迭代学习控制算法。王磊[8]等人采用数值方法完成了CRH380A高速列车进隧道的过程模拟,得出初始压缩波引起压力增长的结论。向新桃[9]基于CFD软件设计了高速列车隧道气动效应的数值计算平台,可以很好的对瞬变压力问题进行研究。

从当前的研究情况来看,铁路隧道气动效应的研究大部分基于一维进行,部分三维的研究主要集中在理论分析,且主要针对350 km/h以下的速度,而针对速度400 km/h及其以上速度的隧道气动效应研究相对较少。……

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