基于一維流動模型的高速列車隧道壓縮波特性研究.pdf

1、高速列車車頭進(jìn)入隧道瞬間，列車車頭處會產(chǎn)生初始壓縮波。初始壓縮波沿隧道以當(dāng)?shù)芈曀賯鞑サ剿淼莱隹跁r，會在隧道出口端產(chǎn)生反射與折射。折射的壓縮波由出口端向隧道周圍輻射，形成洞口微壓波。微壓波強(qiáng)度大時會產(chǎn)生音爆，對隧道周圍的環(huán)境和居民產(chǎn)生嚴(yán)重影響。微壓波的強(qiáng)度與到達(dá)隧道出口端的壓縮波的壓力變化率成比例關(guān)系。減緩微壓波的一個很重要方面就是減緩初始壓縮波，因此有必要了解初始壓縮波的形成過程、洞內(nèi)傳播過程及其影響因素。
　　本文采用一維可壓縮

2、非定常不等熵流動模型，把隧道內(nèi)空氣流動的有效截面積看作空氣流動時間和流動距離的二元函數(shù)。在此基礎(chǔ)上改進(jìn)了網(wǎng)格類型的劃分及處理方法，較為真實的模擬了流線型高速列車進(jìn)入隧道時的空氣動力學(xué)問題。根據(jù)初始壓縮波在隧道內(nèi)的傳播特點，本文將改進(jìn)的廣義黎曼變量特征線法應(yīng)用到初始壓縮波的計算中，有效的降低了數(shù)值耗散。
　　本文以ICE2高速列車為例，重新擬合了車頭面積函數(shù)，并通過與國外實驗數(shù)據(jù)的對比驗證了擬合的正確性。分析了CRH3和CRH380

3、A兩種車頭的區(qū)別，結(jié)合ICE2頭型面積函數(shù)擬合方法給出了CRH3和CRH380A的擬合頭型面積函數(shù)，得出了適合一維模型壓力波計算的空氣動力學(xué)頭型。研究了CRH3和CRH380A高速列車進(jìn)入隧道時初始壓縮波的產(chǎn)生特性，分析了列車頭型、列車速度和阻塞比對初始壓縮波壓力變化率和波長的影響。結(jié)合初始壓縮波在隧道內(nèi)傳播時壓力變化率的變化特性，獲得了不同車型和不同速度條件下臨界隧道長度。
　　本文改進(jìn)了初始壓縮波產(chǎn)生及傳播程序，發(fā)展了列車頭型