高速列车突出隧道过程中横风效应研究

作     者：王磊 张传凯 骆建军 谭忠盛 李宇杰 李飞龙 WANG Lei;ZHANG Chuankai;LUO Jianjun;TAN Zhongsheng;LI Yujie;LI Feilong

作者机构：北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京市地铁运营有限公司北京100044 北京地铁工程管理有限公司北京100005 民航机场规划设计研究总院有限公司北京100029 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2024年第55卷第4期

页      面：1631-1643页

核心收录：

学科分类：08[工学] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家自然科学基金资助项目(51678036) 北京市地铁运营有限公司科研项目(2022000501000001) 

主　　题：高速列车 隧道 横风效应 数值模拟 驶出 

摘      要：为研究横风效应对突然驶出隧道过程中高速列车气动特性的影响,基于列车流场的三维、可压缩性的非定常特性,建立隧道-列车-横风三维数值模模型,研究横风效应对驶出隧道过程中高速列车流场分布和列车表面压力的影响,揭示列车气动荷载变化机理。通过与动模型试验结果进行对比,验证数值模拟的合理性。研究结果表明:横风下列车驶出隧道过程中流场分布具有显著空间效应,受列车与隧道相互作用影响,隧道出口附近流场具有明显非定常特性;相较于无风情形,横风下列车底部压力变化幅值增大60%,列车迎风面、顶部压力变化幅值分别增大38.1%和28.6%,背风面压力变化幅值差异为4.8%,背风面压力分布受横风影响最小;横风效应导致列车气动特性发生显著变化,气动荷载变化幅值远比无风情形的大,无风时尾车横向力、升力变化幅值最大,横风作用下头车横向力变化幅值最大,倾覆风险最大。