高速列车进入隧道瞬变压力模型实验的研究.pdfVIP

第22卷增刊 市 政 技 术 V01．22Supplement 2004年6月 Municipal June．2004 EngineeringTechnology 文章编号：1009—7767(2004)增刊一0419—04 高速列车进入隧道瞬变压力模型实验研究 王英学，高波，骆建军 (西南交通大学土木学院，四川成都 610031) 擒要：高速列车进出隧道时，会产生一系列气动效应，引起噪声及车厢内压力的变化。实验测试是研究这一问题的有 效方法。文中利用高速列车空气动力学模型实验系统对高速列车在进入隧道过程中，瞬变压力的传播规律进行研究，对 阻塞比及隧道模型材料对测试结果的影响进行了分析，得到的结论对以后的研究具有一定的参考和借鉴。 关键词：高速列车；空气动力学；隧道；瞬变压力 中图分类号：U4513 文献标识码：B ModelResearchon Waveof Compression Train Tunnel Higll—speedEntering WANG Bo，LUO Ying—xue，GAOJian-jun 1 国内外对高速铁路模型实验概述 场实验相比，该装置价格相对低廉，受外界气象条件 列车作为环保、快捷、安全的交通工具，成为各国 影响小，不受隧道及车头形状限制等优点，并可模拟 优先发展的交通设施。但是，在列车车速达到一定值 多种复杂情况。但该设备还存在建造费用较昂贵，模 后，会带来许多空气动力学问题。为了解决这些问题， 拟的速度不高等缺点。 各国都进行了大量研究。其研究方法主要分为室内实 对于造价低、发射速度高的模型实验则是发射式 验、数值模拟、现场实测法。实验研究是较为经济、可 列车模型实验。日本的小浞智[41采用长30nMn的铝 靠的方法，主要有如下几种方法： 管(前头为半圆形)模拟列车，以橡胶弹弓方式发射， 水槽法是在二十世纪六十年代中期在美国兴起 实验时的速度通常为25m／s。利用该设备研究压力 波及噪声，得到了较为满意的数据。在以后的改进模 的。在1979年，Dayman和Vardylll用1／100的模型， 以空气为介质，研究改变隧道设施，缓解压力变化。西 型中，采用了压缩空气式列车模型发射装置，发射速 南交大的高品贤[21等人利用水槽模拟高速列车，采用 度可达到100m／s。 了实时检测技术。采用该模型对500m／s的列车进行 2 高速列车空气动力学分析系统 了模拟，得到的测试值与计算结果比较接近。 在参考借鉴国内外实验分析系统的基础上，西南 另一种是小型列车模型法。英国的C．W．Popet3l交通大学建立了高速列车模型实验系统。该系统包括 建造了1／25的小比例列车模型实验装置，模型的车 两个部分：数值模拟系统和模型实验系统。 速达到55m／s，模型的质量为10kg。利用该模型，对 软件分析采用美国MSC公司的FLUENT软件及 短隧道中压力波的传播、隧道入口处压力的升高、隧 配套的计算机工作站，来模拟列车进出隧道的 道中交叉隧道的影响等进行了模拟，测试结果与实测 气流动状态。实验系统包括模型发射系统、数据 数据非常吻合，表明该设备是很好的实验设备。与现 和影象采集系统。其安装情况如图l所示。