宋嘉源，李田，张继业

西南交通大学 牵引动力国家重点实验室，成都 610031

0 引言

真空管道运输系统（ETT）通过低真空与磁悬浮技术显著降低列车运行阻力，受到国内外研究人员的广泛关注。2005年，沈志云院士[1]提出并论证了中国发展600km/h真空管道高速交通的设想。2013年，Musk[2]提出了Hyperloop 真空管道胶囊车的概念。2020年5月，西南交通大学启动了“多态耦合轨道交通动模试验平台”项目，计划建设超导磁浮技术与低真空技术结合的综合性试验平台。与目前的高速列车[3]相比，真空管道列车高速运行时流场中存在一系列复杂的气动现象[4]，如前驱激波、尾部激波、壅塞流动等。

数值计算是研究真空管道列车的主要方法之一。Niu 等[5-6]采用轴对称的简化模型作为研究对象，利用数值计算模拟了不同运行速度和阻塞比的真空管道列车气动及气动热特性，拟合了压力系数与列车运行速度的关系。Kim[7]、Choi[8]和Zhou[9]等研究了真空管道列车的气动阻力与阻塞比、真空度及列车运行速度的关系。针对二维管道内复杂的激波现象，周鹏等[10-11]采用自适应网格技术精确捕捉激波位置，研究了1 250 km/h 二维管道列车激波的产生与反射传播规律。三维磁浮列车需要考虑悬浮间隙和非轴对称的几何外形，管道内会出现更复杂的激波及气动热现象[12]。胡啸等[13-14]采用IDDES 方法研究了三维磁浮列车的热压载荷分布及其瞬态特性，得到了热压载荷的频率和分布规律。此外，为减少数值模拟计算的时间，Hou 等[15]指出准一维的管道列车模型和数值方法适用于真空管道流场研究，并推导了基于无黏与黏性气体的典型流动模型和流型之间的过渡极限，其中等熵极限与激波脱离极限分别对应于壅塞流动和激波脱离现象。……