单线高速铁路隧道入口缓冲结构几何外形优化设计

摘要：

以单线高速铁路隧道入口线性喇叭型缓冲结构作为研究对象,采用3次NURBS曲线拟合其人口形状,提取控制缓冲结构几何外形的9个设计参数.利用有限差分方法分析各个参数的灵敏度,发现缓冲结构的上下边界长度和入口高度对微气压波最为灵敏,而缓冲结构入口形状对其敏感度最小.采用计算流体力学方法、支持向量机模型和蚁群优化算法,开展以降低微气压波为优化目标的缓冲结构几何外形优化设计,得到适用于单线高速铁路隧道的线性喇叭型缓冲结构外形.与无缓冲结构相比,采用优化设计得到的缓冲结构,微气压波降低约42.1％,单车通过隧道时的车外压力波动幅值减少约9.4％.通过分析线性喇叭型缓冲结构上下边界的长度、人口高度和底部宽度对微气压波的影响,发现这4个设计参数与微气压波呈近似的线性关系,各设计参数间的耦合作用不明显,在实际工程设计中,可单独考虑各设计参数的影响.

关键词：高速铁路隧道、缓冲结构、外形优化设计、设计参数、微气压波

所属期刊栏目：39

分类号：U451(隧道工程)

资助基金：国家重点研发计划2017YFB0202804

在线出版日期：2018-11-21（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：80-87