高速列车进入隧道诱发初始压缩波效应的数值模拟

来源：计算力学学报杂志2016年第1期北京时间：

作者：梅元贵,王瑞丽,许建林,贾永兴,周朝晖

单位：兰州交通大学 机电工程学院, 兰州 730070,兰州交通大学 机电工程学院, 兰州 730070,兰州交通大学 机电工程学院, 兰州 730070,兰州交通大学 机电工程学院, 兰州 730070,兰州交通大学 机电工程学院, 兰州 730070

摘要：高速列车进入隧道产生初始压缩波,该压缩波以当地声速向隧道出口传播并产生脉冲波,脉冲波足够大时,会产生音爆响声。采用有限体积方法和任意滑移界面动网格技术方法,基于PISO算法和SSTk-ω高雷诺数湍流模型求解了高速列车通过隧道引起的三维可压缩非定常的空气湍流流动,数值模拟研究了我国高速列车和隧道条件下初始压缩波的基本特性。研究表明,初始压缩波是由于列车头部进入隧道瞬间洞内空气流动空间受到限制所形成的,形成初期具有三维特性,在传播一定距离后变成一维平面波。此外,在相同高度下,离车体越近初始压缩波变化越明显;靠近车体一侧离地面越近初始压缩波变化越大,而远离车体一侧初始压缩波变化基本一致;初始压缩波的压力时间变化率峰值与车速的三次方近似成正比。

关键词：高速列车,隧道,初始压缩波,CRH3,数值模拟,

基金资助：国家自然科学基金(51065013);国家973计划(2011CB711101)资助项目.