帽檐斜切式洞门斜率对隧道气动性能的影响-中南大学学报.PDF

第 44 卷第 2 期 中南大学学报(自然科学版)  Vol.44  No.2  2013 年 2 月  Journal ofCentral South University (Scienceand Technology)  Feb. 2013  帽檐斜切式洞门斜率对隧道气动性能的影响 1  1  1  1  2  1  张雷  ，田红旗  ，杨明智  ，张健  ，曾祥坤  ，杨志刚  (1.  中南大学 交通运输工程学院，轨道交通安全教育部重点实验室，湖南 长沙，410075；  2.  中国铁道科学研究院 信息研究所，北京，100086)  摘要：基于三维、可压缩、非定常N−S方程和 k−ε 双方程湍流模型，对不同斜切斜率帽檐斜切式洞门下的隧道空 气动力效应进行数值模拟，得到高速列车过隧道时车体表面、隧道壁面监测点的瞬变压力及隧道出口微气压波。 研究结果表明：帽檐斜切式隧道洞门的斜切斜率对车体表面和隧道壁面监测点的瞬变压力变化基本无影响，最大 相差在  5%左右；随着斜切斜率的减小，初始压缩波由零点上升到峰值所用时间减缓，压力梯度最大值减小；斜 切斜率从 1:1降至 1:2 时， 隧道出口20 m 处微气压波幅值由 66 Pa 降至54 Pa，降幅达 18.2%，可见减小洞门结 构的斜切斜率，可改善隧道口微气压波。数值计算结果与动模型试验结果吻合较好，仅幅值略有差异，最大相差 在 5%以下。 关键词：帽檐斜切式隧道洞门；斜切斜率；高速列车；隧道；微气压波 中图分类号：TD853.391  文献标志码：A  文章编号：1672−7207(2013)02−0817−06  Influence on tunnel aerodynamic effects by slope of  hat oblique tunnel portal  1  1  1  1  2  1  ZHANG Lei ,TIAN Hongqi ,YANG Mingzhi , ZHANG Jian , ZENG Xiangkun , YANG Zhigong  (1.Key Laboratory of Traffic Safety on Track, Ministryof Education,  School of TrafficandTransportation Engineering, Central South University, Changsha 410075,China;  2. ScientificandTechnological Information Research Institute, China Academy of Railway Sciences, Beijing 100086, China)  Abstract: Based on three dimensional, unsteady N−S equation, influence on tunnel aerodynamic effects by oblique slope  of hat oblique railway tunnel portal was simulated by the  forms of numerical simulation, then