【摘要】：高速列車通過隧道過程中引起隧道內(nèi)壓力的劇烈波動,會誘發(fā)車內(nèi)壓力波動并可能引起車體疲勞破壞等問題。而研究此類問題的基礎(chǔ)在于快速準(zhǔn)確預(yù)測隧道壓力波。基于一維可壓縮非定常不等熵流動模型和廣義黎曼變量特征線法,對單車通過隧道和兩列車隧道內(nèi)交會進(jìn)行數(shù)值模擬。選取京滬高速鐵路隧道為研究對象,通過全時間區(qū)域下隧道空間中的壓力傳播的過程圖描述壓力波的形成過程,給出隧道內(nèi)交會壓力波比單車通過隧道的壓力波劇烈的原因,研究列車速度和阻塞比對車外最大壓力值和最小壓力值的影響特性。結(jié)果表明,高速列車通過京滬高鐵典型長度隧道時,其車體表面承受的最大壓力波動基本與車速的平方成正比,而其與阻塞比基本呈線性關(guān)系。
【圖文】：

月2014年12月賈永興等：基于一維流動模型的高速列車隧道壓力波特性109程序的輸入數(shù)據(jù)具體見文獻(xiàn)[25-26]。圖1比較了本文計算程序計算值與文獻(xiàn)試驗結(jié)果，表明兩者吻合良好。對于單車通過隧道的情形，給出了距隧道模型進(jìn)口端2m測點的隧道內(nèi)靜壓波動值，列車模型速度為413km/h。對于隧道內(nèi)交會的情形，給出了列車第2節(jié)車廂外的壓力波值，兩列車的速度相等，速度為250.6km/h，兩列車進(jìn)入隧道的相錯時間約為25s。圖1本文數(shù)值計算方法驗證2隧道壓力波特征高速列車通過隧道引起了隧道內(nèi)復(fù)雜的壓力常列車車頭駛?cè)牖蝰偝鏊淼蓝丝跁a(chǎn)生壓縮波。類似地，列車車尾駛?cè)牖蝰偝鏊淼缹a(chǎn)生膨脹波。這些波在隧道內(nèi)以聲速沿隧道傳播，在隧道內(nèi)形成了復(fù)雜的波干涉和疊加。在其傳播至隧道洞口和列車端部時，會發(fā)生反射和折射。如壓縮波傳播至隧道洞口會向洞內(nèi)反射回膨脹波。膨脹波在洞口會向洞內(nèi)反射回壓縮波。這些波在洞內(nèi)相遇疊加會產(chǎn)生劇烈的壓力波動，形成壓力波。對于同類性質(zhì)的波，，波疊加強(qiáng)化波的變化幅值，在極短時間內(nèi)引起了劇烈的壓力梯度。此外，列車通過隧道內(nèi)測點時，也會引起測點壓力劇烈波動。此外，兩列車在隧道交會，也必引起更加劇烈的壓力波動。本節(jié)選擇京滬高鐵上典型長度的隧道研究隧道壓力波的變化特征，高速列車和隧道的幾何參數(shù)見表1。圖2中兩列車的相錯時間為0s，也即兩列車相向同時駛?cè)胨淼�。圖2分別表示了單車通過和兩列車在2000m隧道內(nèi)交會時，隧道內(nèi)距隧道入口1000m和第8節(jié)車外中央處的壓力波動時間歷程曲線。由圖2可見，高速列車通過隧道會產(chǎn)生劇烈復(fù)雜的壓力波動。而兩列車在隧道內(nèi)交會產(chǎn)生的壓力波比單車通過隧道產(chǎn)生的壓力波要劇烈得多。對于距離隧道入口1000m處測點，單車通過隧道全過程中引起的壓力波?

緯?了復(fù)雜的波干涉和疊加。在其傳播至隧道洞口和列車端部時，會發(fā)生反射和折射。如壓縮波傳播至隧道洞口會向洞內(nèi)反射回膨脹波。膨脹波在洞口會向洞內(nèi)反射回壓縮波。這些波在洞內(nèi)相遇疊加會產(chǎn)生劇烈的壓力波動，形成壓力波。對于同類性質(zhì)的波，波疊加強(qiáng)化波的變化幅值，在極短時間內(nèi)引起了劇烈的壓力梯度。此外，列車通過隧道內(nèi)測點時，也會引起測點壓力劇烈波動。此外，兩列車在隧道交會，也必引起更加劇烈的壓力波動。本節(jié)選擇京滬高鐵上典型長度的隧道研究隧道壓力波的變化特征，高速列車和隧道的幾何參數(shù)見表1。圖2中兩列車的相錯時間為0s，也即兩列車相向同時駛?cè)胨淼�。圖2分別表示了單車通過和兩列車在2000m隧道內(nèi)交會時，隧道內(nèi)距隧道入口1000m和第8節(jié)車外中央處的壓力波動時間歷程曲線。由圖2可見，高速列車通過隧道會產(chǎn)生劇烈復(fù)雜的壓力波動。而兩列車在隧道內(nèi)交會產(chǎn)生的壓力波比單車通過隧道產(chǎn)生的壓力波要劇烈得多。對于距離隧道入口1000m處測點，單車通過隧道全過程中引起的壓力波動最大值為3.172kPa，最小值為4.087kPa。而兩列車在隧道內(nèi)交會時則分別為6.941kPa和8.409kPa。交會時的最大壓力波動值、最小壓力波動值分別是單車時的2.19倍和2.06倍。對于列車第8節(jié)車外中央處測點，交會時的最大壓力波動值為1.142kPa，單車的最大壓力波動值為0.639kPa。交會時的最小壓力波動值為8.398kPa，單車的最小壓力波動值為3.843kPa。交會時的最大壓力值、最小壓力值分別是單車時的1.79倍和2.19倍。表1計算使用的典型的隧道和列車參數(shù)數(shù)值參數(shù)隧道列車橫截面積/m210011.2橫截面濕周/m35.9812.4壁面摩擦因數(shù)0.00500.0028長度/m2000400隧道入口入流損失系數(shù)0.5—車頭壓力損失系數(shù)—0.0039車尾壓力損失系數(shù)

【共引文獻(xiàn)】

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【相似文獻(xiàn)】

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本文編號：2586897