高速磁浮隧道扩大等截面斜切型缓冲结构减缓初始压缩波机理研究

摘要：

高速轨道车辆驶入隧道,在车前产生初始压缩波,以声速传播至隧道出口处并向外辐射产生微气压波,对环境造成严重危害.采用三维非定常可压缩流动N–S方程和SST k–ω湍流模型,以国内某型600 km/h的磁浮列车为研究对象,通过模拟磁浮列车驶入扩大等截面无斜切缓冲结构、扩大等截面斜切型缓冲结构和无缓冲结构隧道产生的初始压缩波情况,分析缓冲结构斜切端及斜切角度对初始压缩波的减缓作用及机理.结果表明:初始压缩波最大压力梯度的形成与车头最大横截面积变化率部位进入隧道/缓冲结构入口直接相关,同时与隧道内流量变化率最大值相对应;设置扩大等截面无斜切缓冲结构可较大幅度降低压缩波最大梯度,降低率为49.92％;将扩大等截面缓冲结构的垂直端改为正斜切端可进一步提高降低率,当斜切角分别为10°、20°、30°和39°时,降低率增幅分别为12.93％、10.32％、8.18％和6.28％;扩大等截面斜切型缓冲结构斜切角为10°时对初始压缩波的压力梯度峰值降低作用最明显,总降低率为62.85％.本文采用头型横截面积变化率、空气流量和观测点压缩波三方面耦合分析方法,探究影响初始压缩波最大压力梯度的头型、空气流量之间的相互映射关系,合理解释了缓冲结构减缓初始压缩波机理,可为今后进一步优化列车头型和不同型式缓冲结构设计及其气动效应分析提供了参考.

关键词：600 km/h高速磁浮列车、隧道、扩大等截面斜切型缓冲结构、初始压缩波、最大压力梯度、列车头型横截面

所属期刊栏目：37

分类号：U292.91;U451+.3(铁路运输管理工程)

在线出版日期：2023-03-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共13页

页码：100-112