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高利民 ， 閆亞光 ，楊彬彬 ，邵健恒 ，任   遠

 

（ 河北工程大學 土木工程學院 ，邯鄲 056000)

摘   要 ：隨著高速鐵路的快速發展，列車突入隧道所引發的氣動效應問題愈發嚴重，在既有線路的提速改造中，為降低隧道出口微氣壓波的危害，提出一種新型隧道緩沖結構— 間斷型緩沖結構。基于三維 、可壓縮、非定常 N- S 方程，利用滑移網格技術及數值模擬的方法，對高速列車進入隧道全過程的氣動效應進行模擬，分析初始壓縮波的特性，從節數、節長、節間距、斷面面積的 4 個方面進行研究，對比不同工況下的減緩效果， 優化其設計參數。結果表明： 間斷型緩沖結構可以有效地降低初始壓縮波壓力梯度的最大峰值，減緩壓力曲線  上升的速度，但對壓力最大值無明顯影響；當間斷型緩沖結構節數為 3 節、斷面面積為 150 m2 、節長為 11  m、節間距0.5 m 時 ，降低效果最好，達到 54. 38% 。

關鍵詞：高鐵隧道 ；緩沖結構 ；壓縮波 ；壓力梯度

中圖分類號：U451            

文獻標志碼：A           

文章編號： 1005- 8249   (2024)  05- 0097- 06

DOI:10. 19860/j.cnki.issn1005 - 8249.2024.05 .018

 

GAO Limin ,  YAN Yaguang ,  YANG Binbin ,  SHAO Jianheng ,  REN Yuan

(School of Civil Engineering ,  Hebei University of Engineering ,  Handan 056000 ,  China)

Abstract :With the rapid development of high-speed railway, the problem of aerodynamic effect caused by train breaking into the tunnel is becoming more and more serious, in order to reduce the harm of micro-pressure wave at the exit of tunnel in the speed improvement of the existing line,a new tunnel buffer structure,intermittent buffer structure, is proposed. Based on the three-dimensional, compressible and unsteady N-S equations, the aerodynamic effect of the whole process of high-speed train entering the tunnel was simulated by using slip grid technology and numerical simulation, and the characteristics of the initial compression wave were analyzed.The results show that the discontinuous buffer structure can effectively reduce the maximum peak value of the initial compression wave pressure gradient and slow down the rising speed of the pressure curve, but has no obvious effect on the maximum pressure. When the number of intermittent buffer structure is 3 sections, the cross-sectional area is 150 m2, the length of a single section is 11m, and the discontinuity distance is 0.5 m, the reduction effect is the best, reaching 54.38%.

Keywords: high-speed rail tunnel; buffer structure; compression waves; pressure gradient

 

作者簡介： 高利民  (1996—) , 男，碩士研究生，研究方向： 隧道空氣動力學。

通信作者： 閆亞光  (1978—) , 男，博士， 副教授，研究方向：隧道空氣動力學。

收稿日期：2023- 05- 24