400 km/h高速铁路隧道初始压缩波产生机理研究

作     者：孙琦 张昭 

作者机构：兰州交通大学机电工程学院甘肃 兰州 

出 版 物：《力学研究》 (International Journal of Mechanics Research)

年 卷 期：2024年第13卷第2期

页      面：74-82页

学科分类：081406[工学-桥梁与隧道工程] 08[工学] 0814[工学-土木工程] 082301[工学-道路与铁道工程] 0823[工学-交通运输工程] 

主　　题：时速400公里 初始压缩波 CFD 隧道 缓冲结构 

摘      要：本文基于三维仿真软件,采用CR450动车组头型及隧道的气动模型,对列车进入无缓冲结构隧道和京沪线某隧道缓冲结构的湍流流场进行数值模拟。列车以时速400公里驶入隧道,车前大部分空气受到挤压沿列车行进方向传播进入隧道,部分空气通过环状空间或缓冲结构开孔处逸出隧道。当列车鼻尖抵达隧道入口,初始压缩波开始形成,随着列车头部曲线段进入隧道,压缩波压力急剧增大。当列车曲线段完全进入隧道时,车前压力增加变得平缓,此时初始压缩波完全形成。在列车前方15 m的范围内,压缩波受到列车近场压力的影响,呈现明显的三维特征。当压缩波传播至列车前方15 m的范围外,列车近场压力的作用几乎消失,压缩波呈现明显的一维特性,此时已从三维波演化为一维波。初始压缩波的压力梯度存在先增大后减小,呈现明显的单峰性。缓冲结构可以降低初始压缩波在形成过程中的压力增长速度,但对压力幅值的降低效果还与头型等其他因素有关。