高速铁路隧道初始压缩波一维流动模型的数值分析方法 被引量：8

1

作者 梅元贵 周朝晖 +2 位作者 耿烽 许建林 李刚 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2006年第4期508-512,519,共6页

基于隧道内空气流通截面是时间和距离的二元函数条件与一维流动理论,提出了高速列车驶入设有缓冲结构隧道端口时产生初始压缩波的数值分析方法。一维流动理论采用考虑摩擦、传热以及空气质交换等因素的一维可压缩非定常不等熵流动模型... 基于隧道内空气流通截面是时间和距离的二元函数条件与一维流动理论,提出了高速列车驶入设有缓冲结构隧道端口时产生初始压缩波的数值分析方法。一维流动理论采用考虑摩擦、传热以及空气质交换等因素的一维可压缩非定常不等熵流动模型。数值分析方法采用广义黎曼变量特征线法。与国外有关未设缓冲结构、开孔型与未开孔型缓冲结构的隧道端口三种情况的现车试验结果进行了比较,表明本文所建方法正确、合理,能够模拟计算多种类型缓冲结构条件下的压缩波波动规律。 展开更多

关键词 高速列车 隧道-缓冲结构 初始压缩波 特征线法 一维流动

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基于一维流动模型的高速列车隧道交会空气阻力数值模拟研究 被引量：2

2

作者 贾永兴 李绵辉 梅元贵 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期70-78,共9页

应用一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法,考虑列车交会诱发的空气压力和流速变化,提出高速列车隧道交会空气阻力的计算方法。研究中国标准动车组CR400AF隧道交会列车空气阻力变化规律,分析列车交会位置、隧道长度、... 应用一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法,考虑列车交会诱发的空气压力和流速变化,提出高速列车隧道交会空气阻力的计算方法。研究中国标准动车组CR400AF隧道交会列车空气阻力变化规律,分析列车交会位置、隧道长度、阻塞比、列车运行速度和列车长度对列车空气阻力的影响。结果表明:在研究隧道内列车空气阻力和列车周围气流流动时必须考虑压缩波和膨胀波的传播方向,交会位置对平均列车空气阻力的影响较小;在隧道中央等速交会时,列车空气阻力随隧道长度、阻塞比和车速增大而增大,且这3者的影响程度依次增大;平均列车空气阻力与车速的2次方近似成正比,与阻塞比的0.67～0.75次方成正比,与隧道长度的0.01次方成正比;时速300～400km等级16辆编组高速列车的平均列车空气阻力约为8辆编组的1.65～1.70倍。 展开更多

关键词 高速列车 隧道 列车交会 列车空气阻力 一维流动模型 特征线法

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高速铁路隧道压力波一维模型数值方法简介 被引量：2

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作者 梅元贵 《隧道建设》 2007年第S2期36-40,共5页

高速铁路隧道压力波是高速铁路隧道修建中的关键技术,研究结果是合理确定隧道断面大小的主要参考依据。在简要回顾国内外相关方面研究成果的基础上,重点介绍了作者等人多年来采用的一维可压缩非定常不等熵流动模型和特征线法,介绍了隧... 高速铁路隧道压力波是高速铁路隧道修建中的关键技术,研究结果是合理确定隧道断面大小的主要参考依据。在简要回顾国内外相关方面研究成果的基础上,重点介绍了作者等人多年来采用的一维可压缩非定常不等熵流动模型和特征线法,介绍了隧道单车压力波、隧道会车压力波和考虑竖井、隧道内断面突变等情形下的验证实例。 展开更多

关键词 高速铁路隧道 压力波 一维可压缩非定常流动 特征线法

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基于舒适性的高速磁浮铁路单线隧道最不利隧道长度分布特征研究

4

作者 杜迎春 梅元贵 《实验流体力学》 CAS CSCD 北大核心 2023年第1期44-52,共9页

列车在不同长度隧道中高速行驶,会产生不同程度的压力波动,从而引起乘客不同程度的耳感舒适性问题。采用一维可压缩非定常不等熵流动模型的特征线法和时间常数法动态气密指数模型,研究了单列高速磁浮列车通过隧道时的车外压力波和两种... 列车在不同长度隧道中高速行驶,会产生不同程度的压力波动,从而引起乘客不同程度的耳感舒适性问题。采用一维可压缩非定常不等熵流动模型的特征线法和时间常数法动态气密指数模型,研究了单列高速磁浮列车通过隧道时的车外压力波和两种动态气密指数下的车内压力变化特征,完善了基于压力舒适性标准的高速磁浮铁路单线最不利隧道长度的概念,进行了列车速度和列车动态气密指数对最不利隧道长度影响规律的研究。研究发现:在基于车外压力最大负压值的最不利隧道长度下,车内压力最大负压值较小。车内每1、3、10和60 s内最大压力变化量最大值随隧道长度增大呈先增大后减小的特征,即存在舒适性约束条件下的最不利隧道长度。列车速度不同,该最不利隧道长度不同。除车内每10 s压力限值条件下外,动态气密指数不同,最不利隧道长度近似。动态气密指数83 s、速度600 km/h的单列磁浮列车通过截面积为100 m2的隧道时,满足UIC660舒适性标准的最不利隧道长度为10~12 km。本文成果对研究基于舒适性标准的隧道净空面积和列车气密性,以及进一步完善基于隧道压力波效应的轨道交通最不利隧道长度理论体系有较好的参考价值。 展开更多

关键词 车内外压力波动 压力舒适性 最不利隧道长度 一维可压缩流动模型特征线法

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高速磁浮单线隧道车体压力载荷特征 被引量：11

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作者 张志超 杜健 +1 位作者 赵汗冰 梅元贵 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第1期21-30,共10页

高速磁浮列车通过隧道过程中将引起剧烈的压力波动,造成司乘人员耳感舒适性、车体及其零部件、隧道衬砌及辅助设施的气动疲劳寿命问题,有必要对磁浮列车高速通过隧道时压力波效应进行研究。采用一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎... 高速磁浮列车通过隧道过程中将引起剧烈的压力波动,造成司乘人员耳感舒适性、车体及其零部件、隧道衬砌及辅助设施的气动疲劳寿命问题,有必要对磁浮列车高速通过隧道时压力波效应进行研究。采用一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法对单列车通过隧道时车体压力载荷进行数值模拟研究,初步揭示隧道长度、列车速度、阻塞比对车外压力波的影响规律;得出时速500~600 km/h速度下基于最大正负值和最大压力峰峰值的最不利隧道长度;论证了列车通过隧道产生的压力波幅值与列车速度平方成正比的适用范围,总结了压力最值与速度的拟合关系式。本文研究方法和结果可为车体设计选用气动载荷提供参考依据。 展开更多

关键词 高速磁浮列车 隧道 压力波 车体气动载荷 一维流动模型特征线法

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时速400 km高速铁路隧道衬砌表面气动载荷特征和分布规律研究

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作者 梁争龙 杨旸 +2 位作者 魏康 杜云超 梅元贵 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第7期1465-1476,共12页

为研究隧道单列车通过和2列车等速中央交会时隧道内中央处和洞口内压力波动机制和特征,隧道内各测点气动载荷最大正负压值和最大压力峰峰值沿隧道长度方向的分布规律,隧道长度对隧道气动载荷最值的影响,列车速度对气动载荷最值大小、位... 为研究隧道单列车通过和2列车等速中央交会时隧道内中央处和洞口内压力波动机制和特征,隧道内各测点气动载荷最大正负压值和最大压力峰峰值沿隧道长度方向的分布规律,隧道长度对隧道气动载荷最值的影响,列车速度对气动载荷最值大小、位置和幅值频次的影响,以及基于隧道内最大压力峰峰值的最不利隧道长度的分布特征,采用一维非定常可压缩不等熵流动模型广义黎曼变量特征线法数值模拟方法和雨流计数法进行研究。结果表明:1)单列车通过和2列车等速交会的隧道相同位置测点压力在一定时间内保持相同;列车驶出隧道后,压力波形周期重复,与压缩波/膨胀波在隧道内传播的周期相同。2)在3种速度和0.5~10 km隧道长度范围内,单列车通过时,隧道内最大正压值在距离隧道入口200~600 m的位置;速度增加,部分长度隧道的最大负压值和最大压力峰峰值位置由隧道中央近进口端内一侧变为隧道中央近出口端内一侧。3)当时速为400 km时,单列车通过基于不同隧道压力最值的最不利长度相同,为1.3 km;2列车等速中央交会依次是1.4、0.94、1.2 km。4)隧道单列车通过和2列车等速中央交会的最高幅值等级分别可达到4800~5200 Pa和10000~10400 Pa。 展开更多

关键词 高速铁路隧道 气动载荷 压力衰减 一维流动模型特征线方法 雨流计数法

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内置开孔隔墙的高速铁路隧道压力波数值模拟方法 被引量：9

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作者 梅元贵 贾永兴 刘杨 《空气动力学学报》 EI CSCD 北大核心 2011年第6期789-794,共6页

基于一维可压缩非定常不等熵流动模型、薄壁孔口出流模型以及广义黎曼变量特征线法,发展了单列车通过内置开孔隔墙隧道的压力波数值分析方法。与国外试验结果比较验证本文建立的计算方法的正确合理性基础上,通过对不同开孔率的计算得出... 基于一维可压缩非定常不等熵流动模型、薄壁孔口出流模型以及广义黎曼变量特征线法,发展了单列车通过内置开孔隔墙隧道的压力波数值分析方法。与国外试验结果比较验证本文建立的计算方法的正确合理性基础上,通过对不同开孔率的计算得出采用过大的开孔率将导致一维流动模型计算时出现较大的数值振荡,分析了计算结果震荡可能的一维流动模型适用性的原因。同时,通过对隔墙中开孔和不开孔的模拟计算,得出隔墙开孔可较大幅度的减缓压力波,为今后研究和隧道内设置开孔隔墙提供了有益的启示。 展开更多

关键词 高速铁路隧道 开孔隔墙 压力波 一维流动模型 特征线法

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开孔缓冲结构条件下的隧道单车压力波特征数值分析 被引量：4

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作者 梅元贵 周朝晖 +1 位作者 许建林 李刚 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2005年第4期85-89,共5页

在假定隧道内空气流通截面是时间和流动距离的二元函数条件下,根据一维可压缩非定常不等熵流动理论与广义黎曼变量特征线法,发展了高速列车通过设置开孔缓冲结构隧道的单车压力波计算方法,并进行开孔缓冲结构不同参数对初始压缩波强度... 在假定隧道内空气流通截面是时间和流动距离的二元函数条件下,根据一维可压缩非定常不等熵流动理论与广义黎曼变量特征线法,发展了高速列车通过设置开孔缓冲结构隧道的单车压力波计算方法,并进行开孔缓冲结构不同参数对初始压缩波强度和压力梯度的分析计算,揭示了开孔缓冲结构的空气动力学特征,对探讨减缓洞口微压波提供了一种分析方法。 展开更多

关键词 高速列车 隧道 压缩波 特征线法 可压缩流动 开孔缓冲结构 压力梯度

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中低速磁浮列车隧道交会时车内外压力波特征探析 被引量：3

9

作者 陈晖 高柏松 梅元贵 《机车电传动》 北大核心 2020年第6期93-96,共4页

磁浮列车在隧道内交会相比于单列车在隧道内运行会产生更大的压力波动,瞬态压力在变化的同时由车外向车内传递,车内外压力波动可能影响司乘人员舒适性并导致车体气动疲劳损伤。文章基于国内磁浮列车相关技术参数,采用一维可压缩不等熵... 磁浮列车在隧道内交会相比于单列车在隧道内运行会产生更大的压力波动,瞬态压力在变化的同时由车外向车内传递,车内外压力波动可能影响司乘人员舒适性并导致车体气动疲劳损伤。文章基于国内磁浮列车相关技术参数,采用一维可压缩不等熵流动模型的广义黎曼变量特征线法研究了磁浮列车隧道内等速交会时的车内外压力波,确定了在隧道内交会的最不利位置。研究结果表明,在隧道中央等速交会时,车内外压力波动最剧烈。 展开更多

关键词 中低速磁浮隧道 磁浮列车 交会压力波 一维可压缩不等熵流动模型 特征线法

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基于乘客压力舒适性的中低速磁浮交通单线隧道净空面积研究 被引量：1

10

作者 王超 蒋尧 +1 位作者 李奎 梅元贵 《机车电传动》 北大核心 2020年第6期80-84,共5页

列车快速通过隧道会引起剧烈的压力波现象,带来乘客耳感不适问题。为减缓剧烈的压力波和保证乘客舒适性,需要合理确定隧道净空面积。文章采用一维可压缩非定常不等熵流动模型广义黎曼变量特征线法模拟隧道压力波,研究中低速磁浮列车在... 列车快速通过隧道会引起剧烈的压力波现象,带来乘客耳感不适问题。为减缓剧烈的压力波和保证乘客舒适性,需要合理确定隧道净空面积。文章采用一维可压缩非定常不等熵流动模型广义黎曼变量特征线法模拟隧道压力波,研究中低速磁浮列车在通过单线隧道过程中车内每3 s压力变化的基本特征,得出了列车速度、阻塞比、隧道长度和车体气密性对车内每3 s压力变化影响的基本特性。根据国内铁路压力舒适性标准,提出了不同车体气密性下的单线磁浮交通隧道净空面积建议值,可为拟建的中低速磁浮线路隧道净空面积比选设计提供技术支撑。 展开更多

关键词 中低速磁浮列车 单线隧道 压力波 一维流动模型 特征线法

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速度600km/h单列磁浮列车通过隧道时压力载荷特征研究 被引量：1

11

作者 张志超 杜健 +1 位作者 杜俊涛 梅元贵 《机车电传动》 北大核心 2020年第6期15-19,共5页

列车由明线高速行驶突入隧道的瞬间,列车周围的空气流动空间骤然变小,车头前方的空气受到压缩压力急剧升高,形成初始压缩波,并以当地声速向隧道出口端传播。当列车尾部进入隧道时,由于列车尾部占据的空间得以释放,空气压力突然降低,形... 列车由明线高速行驶突入隧道的瞬间,列车周围的空气流动空间骤然变小,车头前方的空气受到压缩压力急剧升高,形成初始压缩波,并以当地声速向隧道出口端传播。当列车尾部进入隧道时,由于列车尾部占据的空间得以释放,空气压力突然降低,形成膨胀波。压缩波与膨胀波传播到隧道端口被反射为具有相反性质的波,两者相互叠加,导致隧道内产生剧烈的压力波动。文章采用一维可压缩非定常不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线方法对速度600 km/h单列磁浮列车通过隧道时压力波问题进行数值模拟研究,通过对隧道内压力变化形成原理的分析,揭示了隧道内气动载荷的变化特性,以及车体表面压力幅值和隧道长度、列车速度、阻塞比之间的变化规律。研究结果可为高速磁浮列车通过隧道时洞内和车体气动载荷设计提供数据参考。 展开更多

关键词 高速磁浮列车 隧道 压力波 压力载荷 一维流动模型 特征线法

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单列高速列车通过内置开孔隔墙隧道时的压力波数值分析 被引量：8

12

作者 梅元贵 贾永兴 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第12期95-100,共6页

高速铁路隧道内置隔墙上开孔可改变压力波特性,进而改善司乘人员压力舒适性环境。基于一维可压缩非定常不等熵流动模型的广义黎曼变量特征线法,发展了单列车通过内置开孔隔墙隧道的压力波数值分析方法;隔墙开孔的空气流动采用薄壁孔口... 高速铁路隧道内置隔墙上开孔可改变压力波特性,进而改善司乘人员压力舒适性环境。基于一维可压缩非定常不等熵流动模型的广义黎曼变量特征线法,发展了单列车通过内置开孔隔墙隧道的压力波数值分析方法;隔墙开孔的空气流动采用薄壁孔口出流模型模拟。在与国外试验和计算结果验证正确合理基础上,采用本文计算方法进行开孔间距、开孔位置和开孔面积(开孔率)参数对隧道内压力波影响特性研究,得出隔墙开孔可以较大幅度减缓压力波的有效性。 展开更多

关键词 高速铁路隧道 开孔隔墙 压力波 一维流动模型 特征线法

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高速磁浮单列车通过隧道时车外压力数值模拟研究 被引量：10

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作者 梅元贵 张志超 +1 位作者 杜健 赵汗冰 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第6期78-89,共12页

采用一维可压缩非定常不等熵流动模型特征线方法,研究高速磁浮列车通过隧道时压力波形成机理及传播特征;以头车和尾车为例,研究车外最大正负压比值,分析多工况下列车通过隧道时不同车厢的车外压力最值分布位置;探究隧道长度、列车运行... 采用一维可压缩非定常不等熵流动模型特征线方法,研究高速磁浮列车通过隧道时压力波形成机理及传播特征;以头车和尾车为例,研究车外最大正负压比值,分析多工况下列车通过隧道时不同车厢的车外压力最值分布位置;探究隧道长度、列车运行速度和阻塞比对车外压力最值的影响规律。结果表明:高速磁浮列车通过隧道时的车外最大负压在数值上远大于最大正压,可定性推测此时车体在负压作用下的“膨胀变形度”比正压作用下的“受压压缩变形度”严重;车外最大正负压及最大压力峰峰值的分布位置与列车运行速度和隧道长度密切相关,当隧道长度与列车长度之比不小于5.18时,头车车外最大正压与列车运行速度的平方成正比,当比值不小于2.53时,头车车外最大负压与列车运行速度的平方成正比;随阻塞比增加,车外最大正负压及最大压力峰峰值均增加,隧道横截面积为100 m^(2)和140 m^(2)时,头车和尾车车外最大正压相当,而横截面积为80 m^(2)时,头车车外最大正压比横截面积为100 m^(2)时大55%。 展开更多

关键词 高速磁浮列车 隧道 压力波 车外压力最值 一维可压缩流动模型 特征线方法

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地铁列车通过不同坡型隧道时活塞风数值模拟 被引量：1

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作者 万有财 曾甫海 +1 位作者 贾永兴 梅元贵 《应用力学学报》 CAS CSCD 北大核心 2021年第5期2154-2161,共8页

由于地铁列车运行速度的不断提升,随之所引起的一系列活塞风问题需要更深入的研究。基于一维可压缩非定常不等熵流动模型的广义黎曼变量特征线法,对地铁隧道活塞风速进行了数值模拟。以成都地铁18号线为背景,分析了活塞风的形成及其随... 由于地铁列车运行速度的不断提升,随之所引起的一系列活塞风问题需要更深入的研究。基于一维可压缩非定常不等熵流动模型的广义黎曼变量特征线法,对地铁隧道活塞风速进行了数值模拟。以成都地铁18号线为背景,分析了活塞风的形成及其随时间演化过程,研究了地铁A型车以140km/h恒速通过7560m区间隧道时,隧道取值点风速随隧道坡型和坡度的变化规律。结果表明:压缩波的传播方向与风速同向(反向)时,对风速起促进(抑制)作用;膨胀波的传播方向与风速同向(反向)时,对风速起抑制(促进)作用;坡度对风速影响的实质是隧道内存在初始压差,单面上坡隧道内初始压差减小了2.89%时,隧道内最大正风速值增大5.82%;各坡型隧道内的最大风速值与坡度呈线性关系,30‰的单面下坡内有最大风速值12.53m/s。研究结果可为后续类似问题的研究提供参考。 展开更多

关键词 地铁隧道 坡型 活塞风 一维流动模型 特征线

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