列车停靠隧道内救援站过程中活塞风变化的数值模拟分析.pdfVIP

第37卷 ，第4期 中 国 铁 道 科 学 Vo1．37 No．4 2016年 7月 CHINA RAIIWAY SCIENCE July，2016 文章编号：1001—4632(2016)04—0128～06 列车停靠隧道 内救援站过程中活塞风 变化 的数值模拟分析 曾艳华 ，白 赘 ，周小涵 。，阮亮红 。 (1．西南交通大学 土木工程学院，四川 成都 610031； 2．西南交通大学 交通隧道工程教育部重点实验室，四川 成都 610031； 3．中铁大桥勘测设计院集团有限公司，湖北 武汉 430050) 摘 要：采用流体动力学数值模拟软件 FLUENT的动网格技术 ，建立列车驶向隧道 内救援站的动网格模 型，模拟和分析列车在驶向救援站的过程中 (分别以匀速、减速和停车 3种行驶状态运行时)处于不同位置的 断面活塞风变化情况。结果表明：当列车匀速刚驶进隧道时，列车侧面环腔区域的活塞风方向与列车运行方 向 相反，之后，在列车匀速和减速状态下的活塞风方向与列车运行方向相同，但由于列车的行驶速度远大于活塞 风的速度，因此当列车中后部发生火灾时所产生的烟气不会从列车尾部流向列车头部；当列车停靠在救援站中 部时，救援站入口、出口及中部环腔区域内的活塞风由列车尾部流向列车头部方向，并在列车停车5rain后活塞 风的速度方能衰减到2．0m ·s 以下；在列车停靠救援站的过程中，火灾烟气将流入疏散横通道。建议在进行 救援站通风排烟设计时，重视列车停靠救援站初期的活塞风对列车火灾烟气流动的影响，以保证列车内人员安 全疏散。 关键词：活塞风；列车行驶状态；救援站；疏散横通道；铁路隧道 中图分类号：U231．96 文献标识码：A doi：10．3969／j．issn．1001—4632．2016．04．2O 铁路隧道的长度超过 2Okm时，隧道内需设 研究，提出了消减压力波的可行措施；王兆祺等_l7] 置救援站_1]，以便当列车在长大铁路隧道中发生火 通过对磁悬浮列车驶入、通过、驶出隧道时空气阻 灾时，快速开往救援站停靠，进行防灾救援及人员 力的理论推导与数值模拟，得出了空气阻力与各影 疏散。在这一列车从匀速行驶、减速直到停车的过 响因素的关系；Kim等_8]通过实验与数值模拟相 程中，隧道内活塞风表现出多样的变化形式，会对 结合的方法，分析了地铁列车在地铁区问内变速行 火灾时救援站的通风排烟产生影响。 驶引起的活塞风与压强 的变化；KeMing—Tsun 目前，国内外学者对铁路隧道和地铁列车运行 等[9采用PHOENICs软件模拟分析了地铁列车在 中产生的活塞风和空气动力学问题已有研究。王英 区间隧道内行驶时隧道内压力变化对地铁屏蔽门的 学等r2通过数值模拟和初期实验结果的对比，提出 影响；FujiiK等_l0]通过数值模拟研究了在隧道内 了高速列车通过隧道时的空气动力学分析系统；陈 高速列车交会时列车受到的空气动力荷载随两车位 荣等_3]通过二维数值模拟，研究了不同车速对隧道 置变化的情况。通过对这些文献及其他文献[14] 内活塞风及车头车尾压强变化的影响；包海涛等_4] 的分析可知，国内外学者研究的大都是列车通过隧 通过对地铁区间及地铁站台的数值模拟，得出了活 道 以及在隧道内列车交会产生的活塞风和压力波问 塞风和压力的分布规律；骆建军等_5]研究了高速列 题，少数学者对地铁列车匀速行驶时活塞风作用下 车穿越隧道时隧道内的活塞风及压力波的变化情 车站内烟气流动进行了研究，而列车发生火灾后驶 况；陈柳君[6]通过一维数值模拟，对高速列车单车