甘肃红层泥岩填料物理力学特性的试验研究 被引量：11

1

作者 王鹏 余云燕 +1 位作者 包得祥 罗崇亮 《硅酸盐通报》 CAS 北大核心 2019年第2期522-529,共8页

红层泥岩作为一种常见的特殊土路基填料,其物理力学性质在不同地域表现出显著的差异性。本文针对G6京藏高速公路兰海段路基填料红层泥岩土,通过土工试验(击实试验、界限含水率试验、固结试验)、X射线衍射、化学分析和电镜扫描试验、三... 红层泥岩作为一种常见的特殊土路基填料,其物理力学性质在不同地域表现出显著的差异性。本文针对G6京藏高速公路兰海段路基填料红层泥岩土,通过土工试验(击实试验、界限含水率试验、固结试验)、X射线衍射、化学分析和电镜扫描试验、三轴压缩(UU)等试验,研究含水率、压实度等因素对红层泥岩物理力学特性的影响。研究结果表明:所有工况下的应力-应变曲线均为应变硬化型,当围压为50 kPa且小于最优含水率时的应力-应变曲线趋于平稳;压实度不变,随着含水率的增加,黏聚力和内摩擦角逐渐减小,二者均随含水率的增加呈非线性下降关系,且内摩擦角减小的幅度更大;含水率不变,随着压实度的增加,黏聚力急剧增加,与压实度呈二次多项式关系,而内摩擦角变化不大。 展开更多

关键词 红层泥岩 含水率 抗剪强度指标 三轴试验

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400 km·h^(-1)高速列车隧道交变压力载荷特征研究

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作者 马瑶 梅元贵 +1 位作者 刘堂红 方丰彦 《中国铁道科学》 北大核心 2025年第2期180-191,共12页

为评估400 km·h^(-1)高速列车在设计速度350 km·h^(-1)隧道条件下运行的适应性,采用三维数值模拟方法,对其在不同隧道长度下及不同运行速度下、隧道内通过和交会时车体表面不同测点处的压力进行时空分布特征研究,分析隧道长... 为评估400 km·h^(-1)高速列车在设计速度350 km·h^(-1)隧道条件下运行的适应性,采用三维数值模拟方法,对其在不同隧道长度下及不同运行速度下、隧道内通过和交会时车体表面不同测点处的压力进行时空分布特征研究,分析隧道长度和列车速度对交变压力载荷循环特征的影响规律。结果表明:400 km·h^(-1)高速列车在隧道内通过或交会时,同一车厢不同测点的压力在时间和空间上表现出较为一致的规律,沿车体纵向和垂向测点的压力变化幅度差异均较小;单列车以400 km·h^(-1)速度通过不同长度隧道时的等效压力载荷幅值和均值分别为1.9~2.6 kPa和-1.8~-2.4 kPa,而2列车在不同长度隧道内交会时则分别增大为4.7~7.0 kPa和-3.6~-5.4 kPa,且随列车运行速度的提高等效压力载荷幅值也大幅度提升;列车以300,350和400 km·h^(-1)速度通过隧道时车体表面压力变化中幅值较大的载荷循环分别为4个半循环、2个半循环+1个全循环及2个半循环,而在隧道内交会时分别为4个半循环、2个半循环和2个半循环。 展开更多

关键词 空气动力学 400 km·h^(-1)高速列车 隧道通过 隧道交会 车体交变压力 载荷特性 数值计算

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多隧道气压频变环境下动车组客室压力舒适性实车试验——以西成秦岭山区、宝兰高铁为例

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作者 马瑶 梅元贵 +2 位作者 杜权 魏康 万有财 《隧道建设(中英文)》 北大核心 2025年第9期1684-1697,共14页

我国西北地区高铁线路长大隧道、隧道群分布密集,且线路气压环境受海拔影响持续变化,动车组频繁穿越此类复杂隧道环境时,车内压力波动显著加剧,从而影响车内人员耳部压力舒适性。为解决该问题,基于西成线秦岭山区段(西安北—汉中)和宝兰... 我国西北地区高铁线路长大隧道、隧道群分布密集,且线路气压环境受海拔影响持续变化,动车组频繁穿越此类复杂隧道环境时,车内压力波动显著加剧,从而影响车内人员耳部压力舒适性。为解决该问题,基于西成线秦岭山区段(西安北—汉中)和宝兰线(天水—兰州)的实车试验数据,系统研究高速动车组通过不同线路时车内外压力波动规律、压力舒适性及整车气密效率的变化特性。结果表明:1)隧道坡度增大显著加剧车内压力波动,25‰坡度下Δp/1 s和Δp/3 s分别增加了64.8%和51.35%;2)隧道群会恶化动车组车内外压力舒适性环境,导致车内压力累积下降,且不同车厢间压力峰峰值差异小于4.44%,R^(2)>98.61%;3)基于UIC660的压力舒适度评价指数PCI显示,西成线秦岭山区段压力舒适度劣于宝兰线,且同一线路下行方向更易引发耳部不适;4)不同线路环境下客室压力保护阀开闭特征不同,通过宝兰线不同隧道动车组的整车气密效率均值为0.77,较西成线秦岭山区段高60.4%。 展开更多

关键词 隧道群 隧道坡度 多隧道线路 压力舒适性 整车气密效率 实车试验

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重叠网格法应用于模拟高速列车隧道气动效应 被引量：22

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作者 王慕之 梅元贵 贾永兴 《应用力学学报》 CSCD 北大核心 2017年第3期589-595,共7页

高速列车通过隧道时所诱发的压力波不仅会使乘客耳感舒适性变差,而且会造成车辆零部件疲劳。基于计算流体力学软件中有限体积方法,本文使用重叠网格法模拟了复杂外形高速列车完全通过隧道时引起的隧道内的压力波动。描述了重叠网格法及... 高速列车通过隧道时所诱发的压力波不仅会使乘客耳感舒适性变差,而且会造成车辆零部件疲劳。基于计算流体力学软件中有限体积方法,本文使用重叠网格法模拟了复杂外形高速列车完全通过隧道时引起的隧道内的压力波动。描述了重叠网格法及使用该方法进行列车过隧道建模的过程。利用文献提供的数据,分别采用滑移网格法和重叠网格法建模计算,并进行对比。通过与京沪线高速列车实车试验数据的对比,结果表明:对于模拟高速列车隧道气动效应,重叠网格法不仅网格设计简单,对车体、隧道复杂外形适应性强,且计算结果具有较高的计算精度及可靠性,具有较高的工程价值,可为今后高速铁路隧道气动效应的相关研究提供参考。 展开更多

关键词 高速列车 隧道压力波 重叠网格法 数值模拟

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被动式压力控制技术的高速列车车内压力计算方法研究

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作者 梅元贵 范崇勋 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期28-37,共10页

现有采用被动式技术的高速列车车内压力计算方法,未考虑压力保护阀实际工作状态及鸭嘴孔的影响,不利于准确预测通过隧道时的车内压力。基于被动式压力保护阀开闭控制技术路线和空调鸭嘴孔开闭对车体气密性的影响特征,建立列车通过隧道... 现有采用被动式技术的高速列车车内压力计算方法,未考虑压力保护阀实际工作状态及鸭嘴孔的影响,不利于准确预测通过隧道时的车内压力。基于被动式压力保护阀开闭控制技术路线和空调鸭嘴孔开闭对车体气密性的影响特征,建立列车通过隧道时的车内压力计算方法。在采用一维可压缩非定常不等熵流动模型黎曼变量特征线法获得车外压力后,分析单列车通过短、中长、长、特长隧道情况下压力保护阀开闭特征,并对比分析单列车通过隧道情景下现有计算方法与本文方法预测车内压力变化的差异;结合压力舒适性标准限值分析车内压力舒适性指标值。研究表明:本文计算方法合理可行,不仅能更精确预测被动式技术的高速列车车内压力变化规律,而且为压力保护阀开闭控制技术制定提供切实可行的空气动力学优化依据。 展开更多

关键词 高速列车 隧道压力波 车内压力 被动式压力控制技术 压力保护阀 鸭嘴孔

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大坡道长大隧道及隧道群环境下高速列车车内外压力波特性的实车试验研究 被引量：2

6

作者 杜权 杜迎春 +3 位作者 杨瑞 魏康 万有财 梅元贵 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第7期1454-1464,共11页

高速列车通过25‰单面坡隧道时,形成压力波和大气压两者耦合下的车内外压力变化特征,因此,有必要研究在隧道大气压持续变化下的高速列车通过大坡道隧道时的气动载荷和车内压力舒适性问题。采用实车试验的方法,获取动车组通过西成高铁西... 高速列车通过25‰单面坡隧道时,形成压力波和大气压两者耦合下的车内外压力变化特征,因此,有必要研究在隧道大气压持续变化下的高速列车通过大坡道隧道时的气动载荷和车内压力舒适性问题。采用实车试验的方法,获取动车组通过西成高铁西安北—汉中线路的列车车内外压力测试数据。研究结果表明:1)列车下坡通过25‰特长隧道时车外压力波动受隧道压力波与大气压的共同作用,整体呈上升的变化趋势;2)单面坡上坡和单面坡下坡隧道的长度由1541.2 m增大至8399.2 m时,列车车内外最大压力峰值越靠近隧道出口,单面坡隧道长度越长,列车车内外压力峰值越大;3)随着大坡道隧道长度的增大,列车头车和尾车的整车气密效率在不断减小,列车车内Δp/1 s、Δp/3 s、Δp/10 s和Δp/60 s在不断增大,相应的车内压力舒适性环境更恶劣,当列车通过长大坡道隧道群时,车内压力舒适性环境和列车车体的气密性能更差;4)与压力保护阀逻辑控制相比,压力保护阀全程关闭时列车车内压力和不同时间间隔下的最大压力变化量要更小,车内压力舒适性环境更优。 展开更多

关键词 大坡道长大隧道 隧道群 车内外压力 压力舒适性环境 实车试验

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250 km/h动车组气动载荷及动态气密特征的实车试验 被引量：2

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作者 马瑶 余以正 +2 位作者 夏春晶 王雷 梅元贵 《中南大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第5期1889-1899,共11页

为了对长期运行的现役列车车体疲劳及静强度提供载荷边界输入条件,并加强对车体气动载荷特性和车内压力舒适性的长期运用评估,采用实车试验的方法得到CRH5A型动车组线路气动载荷和频率特征及不同隧道运行工况下车内外压力波动和车内压... 为了对长期运行的现役列车车体疲劳及静强度提供载荷边界输入条件,并加强对车体气动载荷特性和车内压力舒适性的长期运用评估,采用实车试验的方法得到CRH5A型动车组线路气动载荷和频率特征及不同隧道运行工况下车内外压力波动和车内压力舒适性特征,结合实测数据和所提出的动态气密指数分析方法,计算整车动态气密指数。研究结果表明:在京沈客专沈阳—朝阳试验段,车体绝对气动压差变化范围为−2.53~0.71 kPa;车体外两侧压力无明显主频;间隔1 s和3 s的车内压力变化量最大值分别为294 Pa和383 Pa,尾车的车内压力波动最剧烈。列车通过黑山隧道、下窝堡隧道、扣莫明洞隧道、三棱山隧道4个典型长度隧道的整车动态气密性指数计算结果分别为10.46、12.13、11.06和14.40 s,对于同一列车而言,列车的动态气密指数未因所通过隧道长度的不同而有较明显的离散特征。 展开更多

关键词 CRH5A型动车组 隧道压力波 车体气动载荷 车内压力舒适性 动态气密指数 实车试验

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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 被引量：2

8

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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高原高铁特长和超长隧道单列车通过时空气阻力变化规律研究 被引量：1

9

作者 邓虹 万有财 梅元贵 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第7期1491-1501,共11页

为研究列车通过高原高铁隧道时隧道长度、坡型、坡度、海拔和列车速度对列车平均空气阻力、最大空气阻力以及隧道平均空气阻力因子、最大空气阻力因子4个空气阻力指标的影响规律,基于一维可压缩非定常不等熵流动模型特征线模拟隧道压力... 为研究列车通过高原高铁隧道时隧道长度、坡型、坡度、海拔和列车速度对列车平均空气阻力、最大空气阻力以及隧道平均空气阻力因子、最大空气阻力因子4个空气阻力指标的影响规律,基于一维可压缩非定常不等熵流动模型特征线模拟隧道压力波,将列车空气阻力分解为头尾车端部的压差阻力、车厢摩擦阻力、全列车压差阻力和列车周围空气重力沿列车运行方向的分量阻力(简称空气重力分量阻力),建立反映坡度的单面坡隧道空气阻力计算模型。研究结果表明:1)单列车通过有坡度隧道时,空气阻力变化规律与车外压力波和空气重力分量阻力有关,受到压缩波和膨胀波的作用增大或减小;单列车通过不同隧道长度的单面上坡/下坡、人字坡和平直隧道时,存在基于平均空气阻力的最不利坡型和临界隧道长度。单列车通过长10 km的单面上坡隧道时平均空气阻力最大,为47.05 kN。2)单列车通过单面上坡隧道时,平均空气阻力和最大空气阻力随着坡度和列车速度的增大而增大,随着海拔的升高而减小。3)通过对平均空气阻力与列车速度拟合得出,列车通过单面上坡、下坡隧道时,平均空气阻力分别与列车速度的1.92次方和2.14次方成正比。 展开更多

关键词 高原高铁 特长隧道 超长隧道 列车空气阻力 坡型 海拔 坡度 一维流动模型

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时速400 km高速列车通过隧道诱发车体横向振动的气动机制研究

10

作者 谢新雨 盖杰 +1 位作者 马瑶 梅元贵 《隧道建设（中英文）》 CSCD 北大核心 2024年第7期1477-1490,共14页

为研究列车以更高速度通过双线隧道时,由于列车和隧道形成的几何空间为非对称空间,列车两侧空气非对称流动,隧道内复杂的压力环境作用至车体两侧和列车尾涡引起的车厢两侧压力变化、列车车体表面压力波动与气动力相互关系和车体振动频... 为研究列车以更高速度通过双线隧道时,由于列车和隧道形成的几何空间为非对称空间,列车两侧空气非对称流动,隧道内复杂的压力环境作用至车体两侧和列车尾涡引起的车厢两侧压力变化、列车车体表面压力波动与气动力相互关系和车体振动频谱特征,采用三维非定常可压缩流动N-S方程和IDDES湍流模型,建立时速400 km高速列车1∶1的8节编组空气动力学仿真模型,使用重叠网格技术模拟列车与隧道之间的相对运动方法。研究结果表明:1)隧道内行驶的列车在隧道压力波作用下会使车厢两侧出现压差和侧向力幅值的大范围变化,且变化程度由头车向尾车逐渐增大;2)列车在隧道内运行时的尾流区存在1对反向涡旋;3)尾车明线段涡脱落主频率为2.002 Hz,隧道内运行时,涡脱落频率为3.003 Hz;4)列车在明线或隧道内运行,车体气动侧向力和摇头力矩引起的车体振动频率为2.002 Hz。 展开更多

关键词 时速400 km高速列车 双线隧道 列车车体表面压力波动 车体气动侧向力 摇头力矩 尾流 涡脱频率 横向振动

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高速铁路隧道内列车交会压力波气动载荷分布特性 被引量：22

11

作者 梅元贵 李绵辉 郭瑞 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第6期60-67,共8页

针对中国标准动车组以350 km·h^-1速度通过隧道,采用一维非定常可压缩不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法,在验证源代码程序合理和准确的基础上,对比单列车通过和2列车等速中央交会时隧道中央测点的压力变化、隧道空间和全时间... 针对中国标准动车组以350 km·h^-1速度通过隧道,采用一维非定常可压缩不等熵流动模型和广义黎曼变量特征线法,在验证源代码程序合理和准确的基础上,对比单列车通过和2列车等速中央交会时隧道中央测点的压力变化、隧道空间和全时间区域内的压力场分布图、列车离开隧道后压力波传播规律,并获得洞内各测点的最大正负压和最大压力峰峰值。在此基础上,研究隧道长度、阻塞比、编组辆数和列车速度对隧道内压力的影响特性。结果表明:隧道交会压力波与列车驶入驶出隧道诱发的压缩波和膨胀波的反射及叠加密切相关,且隧道交会压力波随阻塞比、编组辆数和列车速度的增大而增大;2列车等速隧道中央交会处的压力最值明显大于隧道内其他位置,是洞口附近位置的2.0~2.7倍;隧道长度为1.0,2.5,5.0和10.0 km时,列车速度为400 km·h^-1时隧道内最大压力峰峰值是其为250和350 km·h^-1时的2.7~4.1倍和1.3~1.5倍。 展开更多

关键词 高速铁路隧道 中国标准动车组 列车交会 空气压力波 气动载荷

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高海拔隧道施工出碴车二次扬尘扩散规律 被引量：5

12

作者 孙三祥 王文 +2 位作者 李国良 李雷 李宁 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第4期53-63,共11页

为分析隧道内出碴车行驶时产生的二次扬尘对施工环境的影响并研究其扩散规律,依托采用钻爆法施工的敦格铁路某高海拔单洞单线特长隧道建立三维数值模型,并通过现场实测进行验证;以出碴车速度、隧道底面积尘负荷2个因素为变量,基于现场... 为分析隧道内出碴车行驶时产生的二次扬尘对施工环境的影响并研究其扩散规律,依托采用钻爆法施工的敦格铁路某高海拔单洞单线特长隧道建立三维数值模型,并通过现场实测进行验证;以出碴车速度、隧道底面积尘负荷2个因素为变量,基于现场数据设置9种工况,对通风条件下出碴车在高海拔隧道中行驶产生的气流速度场和扬尘浓度场进行三维非稳态模拟;根据模拟结果,进行扬尘浓度与出碴车速度、底面积尘负荷扬尘浓度、扬尘浓度沿程分布的关系拟合。结果表明:出碴车行驶过程中,环隙流和尾部涡流是隧道底面积尘上扬扩散的主要原因;出碴车后部二次扬尘浓度与出碴车速度、隧道底面积尘负荷均呈沿程递增的二次函数关系;隧道底面积尘负荷一定时,自出碴车启动后25 s至驶出隧道的时段内,二次扬尘平均浓度沿程符合玻尔兹曼分布;出碴车速度、行驶时间是影响隧道内二次扬尘浓度分布的主要因素,确定合理的车速有利于缩小二次扬尘的扩散范围。 展开更多

关键词 高海拔隧道 出碴车 二次扬尘 扬尘浓度 玻尔兹曼分布

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高海拔隧道施工自卸车CO扩散规律 被引量：4

13

作者 孙三祥 王文 +2 位作者 路仕洋 李炎 雷鹏帅 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第2期117-123,共7页

为定量分析高海拔隧道出渣过程中自卸车CO排放对施工环境的影响,针对自卸车底部、侧部、尾部安装排气管三种CO排放方式,基于Fluent软件,采用RNGk-ε湍流模型,选取Species Transport模型模拟CO与空气的耦合作用,考虑高海拔低气压和空气... 为定量分析高海拔隧道出渣过程中自卸车CO排放对施工环境的影响,针对自卸车底部、侧部、尾部安装排气管三种CO排放方式,基于Fluent软件,采用RNGk-ε湍流模型,选取Species Transport模型模拟CO与空气的耦合作用,考虑高海拔低气压和空气密度的影响,运用动网格及用户自定义函数(UDF),模拟自卸车体行驶过程中隧道气流三维速度场、CO浓度场,基于现场实测数据验证模拟结果。结果表明:相同行驶工况下,隧道断面越大,CO沿途扩散越快,较高的CO浓度主要出现在车体高度以下区域;三种排气管中,侧部排气管最有利于沿途CO扩散。自卸车排气管轴向CO浓度的沿途扩散符合e指数衰减规律,根据一维扩散理论,提出CO浓度累积预测计算式。 展开更多

关键词 隧道工程 CO扩散 动网格 User-definedFunctions(UDF) 自卸车

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单列高速列车通过隧道空气阻力特性数值模拟研究 被引量：15

14

作者 杨永刚 杜云超 梅元贵 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2755-2763,共9页

针对高速列车空气阻力直接影响列车最高运行速度,采用真实外形的8编组国内某型动车组,建立单车通过隧道的数值计算模型,并对隧道空气阻力的形成机理及其随时间的变化特性、列车表面压力与阻力两者变化间的关系、列车各部件阻力的分布特... 针对高速列车空气阻力直接影响列车最高运行速度,采用真实外形的8编组国内某型动车组,建立单车通过隧道的数值计算模型,并对隧道空气阻力的形成机理及其随时间的变化特性、列车表面压力与阻力两者变化间的关系、列车各部件阻力的分布特性进行分析;对比隧道通过时整车阻力的最大值、最小值和明线整车的阻力值。研究结果表明:列车通过隧道时,隧道内压缩波和膨胀波对列车阻力有直接影响,列车空气阻力呈现准周期性波动,其中压差阻力的波动幅度比摩擦阻力的波动幅度大;压差阻力和摩擦阻力所占的比例随时间而变化;列车空气阻力的最大值和最小值分别为明线的1.96倍和0.89倍。列车明线稳定运行时,压差阻力和摩擦阻力分别占列车空气阻力的61.7和38.3%。列车通过隧道过程中,列车各部件阻力分布特性随时间而变化。 展开更多

关键词 高速列车 隧道空气阻力 形成机理 分布特性

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高速磁浮列车隧道交会时洞内压力波动数值模拟研究 被引量：8

15

作者 贾永兴 杨振 +1 位作者 姚拴宝 梅元贵 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第3期86-94,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,研究时速600 km等级高速磁浮列车交会时隧道内压力峰值的分布规律,分析隧道长度、隧道净空面积、列车运行速度和列车长度对列车交会时隧道内压力峰值的影响规律。结果表明:... 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,研究时速600 km等级高速磁浮列车交会时隧道内压力峰值的分布规律,分析隧道长度、隧道净空面积、列车运行速度和列车长度对列车交会时隧道内压力峰值的影响规律。结果表明:隧道中央测点的压力波动最剧烈,压力峰值以隧道中央位置为中心点往隧道2侧对称分布;列车运行速度为400~650 km·h^-1、列车编组为3~10辆时,基于隧道内压力峰值的最不利隧道长度在160~1000 m范围;隧道内压力峰值均随隧道净空面积增加而减小,随列车运行速度的增大而急剧增大,列车长度对其基本无影响;拟合发现隧道内压力峰值与隧道净空面积约-1.1^-1.4次幂成正比,与列车运行速度约2.0~3.8次幂成正比;当采用现有350 km·h^-1等级高速铁路双线隧道净空面积标准,并且2列列车以600 km·h^-1交会时,隧道内压力峰值高达±30 kPa,必须增大隧道净空面积或增设竖井等减压设施以满足ERRI医学健康标准。 展开更多

关键词 高速磁浮列车 隧道压力波 列车交会 隧道长度 隧道净空面积 列车运行速度 列车长度

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时速600km高速磁浮列车明线非定常气动性能数值模拟研究 被引量：4

16

作者 杨永刚 梅元贵 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第6期106-118,共13页

基于改进延迟分离涡模拟(IDDES)方法和k-ωSST湍流模型,建立时速600 km等级高速磁浮列车明线单车稳定运行时的三维可压缩非定常数值计算模型,并通过风洞试验验证;分析列车表面压力、列车周围速度流线和旋涡等流场结构,以及列车气动力的... 基于改进延迟分离涡模拟(IDDES)方法和k-ωSST湍流模型,建立时速600 km等级高速磁浮列车明线单车稳定运行时的三维可压缩非定常数值计算模型,并通过风洞试验验证;分析列车表面压力、列车周围速度流线和旋涡等流场结构,以及列车气动力的时域特性和频域特性。结果表明:高速磁浮列车明线稳定运行时气动力在时均值上下准周期性波动,升力波动幅度较大,尾车升力最大波动幅度为12.48%;各节车气动升力的功率谱密度频率主要集中在0~20 Hz范围内,最大峰值频率均为9.3 Hz;定常模拟和非定常(瞬态)模拟的流场结构在尾流区有明显差异,2种模拟下的气动阻力最大相差2.60%,升力最大相差7.65%;整车摩擦阻力占总气动阻力的78.50%,居主导地位;磁浮列车以400~600 km·h^(-1)速度等级明线稳定运行时,列车气动力与车速平方成正比;气动外形优化时应对设备舱导流区域、风挡和滑撬进行优化。 展开更多

关键词 高速磁浮列车 流场结构 气动力 功率谱密度 分离涡模拟

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600 km/h高速磁浮列车明线交会横向气动性能 被引量：8

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作者 杨永刚 陈大伟 梅元贵 《振动与冲击》 EI CSCD 北大核心 2022年第1期137-146,共10页

采用三维、非定常、可压缩RANS方程和k-ωSST湍流模型及重叠网格技术的数值仿真方法,对我国600 km/h高速磁浮列车明线交会横向气动性能进行研究。展示了明线交会过程中列车表面的压力变化特性,揭示了列车侧向气动力、偏航力矩和侧滚力... 采用三维、非定常、可压缩RANS方程和k-ωSST湍流模型及重叠网格技术的数值仿真方法,对我国600 km/h高速磁浮列车明线交会横向气动性能进行研究。展示了明线交会过程中列车表面的压力变化特性,揭示了列车侧向气动力、偏航力矩和侧滚力矩的变化规律,分析了车体横向摆动和侧滚原因,研究了车速对横向气动性能的影响规律。结果表明:通过列车表面压力分布特性决定了观测列车横向气动性能的变化规律;头车横向气动性能最为恶劣,尾车的次之;交会侧压力对各节车厢的侧向力、偏航力矩和侧滚力矩变化起主导作用。侧向力峰值与车速的平方近似成正比。分析了流线段的压力分布特性,为磁浮列车局部气动优化设计提供参考。 展开更多

关键词 高速磁浮列车 明线交会 横向气动性能 列车速度 三维数值模拟

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高海拔隧道出碴车排放一氧化碳的扩散规律 被引量：3

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作者 孙三祥 王文 +2 位作者 郭慧杰 雷鹏帅 张健 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第4期85-92,共8页

以在建的采用钻爆法施工的敦格铁路高海拔单洞单线特长隧道为例建立隧道三维模型。仅考虑出碴车排放的一氧化碳(CO),利用动网格及用户自定义函数,选取RNGκ-ε湍流模型,采用非定常隐式解法求解气流流动和CO扩散的方程,应用Fluent软件进... 以在建的采用钻爆法施工的敦格铁路高海拔单洞单线特长隧道为例建立隧道三维模型。仅考虑出碴车排放的一氧化碳(CO),利用动网格及用户自定义函数,选取RNGκ-ε湍流模型,采用非定常隐式解法求解气流流动和CO扩散的方程,应用Fluent软件进行通风工况下出碴车运行过程中高海拔隧道内气流速度场和压力场、CO浓度场的三维非稳态模拟,分析出碴车排放CO扩散规律。结果表明:出碴车运行速度越大,越靠近车辆尾部,环隙流速度越大;出碴车车头前端气流速度和压力影响区域的长度约为5m,车尾影响区域较长;CO主要集中在车尾涡流区;出碴车加速运行区段CO浓度超过标准限值30mg·m^(-3),匀速运行区段CO浓度超标区域极小且未达到人体呼吸高度;出碴车运行过程中,CO浓度扩散规律符合瞬时点源一维扩散方程基本解,车速越大,距离车尾越近,CO扩散系数越大,远离尾部涡流区,CO扩散系数趋于稳定。为减小前后2辆出碴车排放CO浓度的叠加,建议出碴车行驶间隔时间大于5min。 展开更多

关键词 隧道工程 施工通风 高海拔地区 出碴车 CO扩散系数 CO浓度

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开孔中隔墙对特长隧道内压力波动的影响研究 被引量：4

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作者 贾永兴 梅元贵 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第4期837-845,共9页

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时速300 km的CRH2G高速列车通过10 km特长隧道时诱发的压力波动进行数值模拟研究。考虑到高速铁路隧道断面及中隔墙开孔尺度的特点,采用薄壁孔口出流模型模拟隔墙开孔处的... 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时速300 km的CRH2G高速列车通过10 km特长隧道时诱发的压力波动进行数值模拟研究。考虑到高速铁路隧道断面及中隔墙开孔尺度的特点,采用薄壁孔口出流模型模拟隔墙开孔处的流动。与国外实验结果对比显示,本文数学模型及计算结果能有效模拟设置开孔中隔墙的铁路隧道内的压力波动。初步揭示了开孔面积、开孔间距及开孔方式等对列车及2列车对向通过时设置开孔中隔墙的隧道内压力波动及峰值的影响规律。本文研究方法和结果可为特长铁路隧道内中隔墙开孔设置方式提供数据支持。 展开更多

关键词 开孔中隔墙 特长隧道 高速列车 隧道压力波

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桩顶固定且部分桩体埋入黏弹性地基中时桩的自振特性分析 被引量：6

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作者 柳伟 余云燕 《噪声与振动控制》 CSCD 2018年第2期127-132,共6页

将回传射线矩阵法推广至桩土系统的振动分析中,采用基于Timoshenko梁理论的Winkler地基模型,运用回传射线矩阵法及求根法求解桩顶固定且部分桩体埋入弹性地基中时桩的自振特性,并与基于有限元分析软件SAP2000的计算结果比较,验证利用回... 将回传射线矩阵法推广至桩土系统的振动分析中,采用基于Timoshenko梁理论的Winkler地基模型,运用回传射线矩阵法及求根法求解桩顶固定且部分桩体埋入弹性地基中时桩的自振特性,并与基于有限元分析软件SAP2000的计算结果比较,验证利用回传射线矩阵法求解埋置结构自振特性的有效性和计算精度。同时,分析桩顶固定且部分桩体埋入黏弹性地基中时土体弹簧系数及土体阻尼系数对桩基自振频率和振型的影响。结果表明:随着土体弹簧系数的增大,埋置结构的各阶自振频率增大,土体弹簧系数对衰减系数没有影响,对埋置结构振型的影响较小;随着土体阻尼系数的减小,埋置结构的各阶自振频率增大,衰减系数相应减小,土体阻尼系数对埋置结构的低阶振型影响尤为明显,对高阶振型的影响较小。 展开更多

关键词 振动与波 回传射线矩阵法 黏弹性 桩基 自振频率 衰减系数

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