高速列车隧道的空气动力学效应及解决措施_1

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1、从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果高速列车隧道的空气动力学效应及解决措施【提　要】：随着轨道交通的高速化，列车高速运行对人员和环境的影响越来越明显。本文主要针对高速列车通过隧道所产生的各类空气动力学问题，对国内外高速隧道的舒适度指标、阻塞比进行对比，分析各类空气动力学指标的取值情况，并详细论述了降低空气动力学效应影响的各类措施。【关键词】：高速列车隧道空气动力学Abstract:Inthewakeofhighspeedtendencyofrailtransit,highs

2、peedtrainhasexertedmoreapparentimpactsonpersonnelandenvironment.Thispaperchieflyanalysesvariouscategoriesofaerodynamiccriteriasettingsupagainstcomfortnesscriteriaandblockrate,prevailingindomesticandforEignhighspeedrailwaytunnels,intermsofvariousaerodynamicproblemscausedbyhighspeedtrainpa

3、ssthroughinthetunnel,aswellasgivesadetaileddiscussiononvariouscountermeasuresputagainstinfluencescausedbyreducedaerodynamiceffect.Keywords:highspeedtrain，tunnel，aerodynamics.1　高速列车隧道空气动力学效应课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于

4、研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果高速列车进入隧道后将隧道内原有的部分空气排开，由于空气粘性和隧道内壁、列车外表面摩阻力的存在，被排开的空气不能象明线空气那样及时、顺畅地沿列车周侧形成绕流，列车前方的空气受到压缩，而列车尾部进入隧道后会形成一定的负压，因此产生了压力波动过程。这种压力波动以声速传播至隧道口，大部分发生反射，产生瞬变压力；而另一部分则形成向隧道外的脉冲状压力波辐射，即微气压波。这些都会对高速列车运营、人员舒适度和环境造成一系列影响：高速列车经过隧道时，瞬变压力造成旅客和乘务人员耳膜明显不适、舒适度降低；高速列车进入隧道时，会在隧道出口产生微气

5、压波，发出轰鸣声，使隧道口附近建筑物门窗发生振动，产生扰民的环境问题；行车阻力增大，从而使运营能耗增大；形成空气动力学噪声；列车克服阻力所作的功转化为热量，在隧道中积聚引起温度升高等。　空气动力学指标.1　舒适度标准课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生提出新见解，特别是博士生必须有创新性的成果高速列车在隧道中运行时的舒适度与高速列车通过隧道时产生的压力变化有关,其压力变化值与列车速度的平方成正比，列车速度

6、越高、压力变化值就越大。当压力变化值达到一定的强度，列车外部的压力波传播到列车内部，瞬变压力传到人体时,会对耳膜产生影响，使乘客有不舒适的感觉。因此需要根据压力的变化值和人体对压力变化值的适应性制定出衡量舒适程度的标准，即舒适度。评估压力波动程度一般需考虑最大压力变化值和最大压力变化率两个参数。经研究发现，这两种指标单独使用都不能合理地反应乘客舒适度。因此目前较通用的评估参数是相应于某一指定短时间内的压力变化值，例如3s内最大压力变化值或4s内最大压力变化值。所谓3s或4s大致相当于完成耳腔压力调节所需的时间。下面简要介绍几个建有高速铁路国家的舒适度标准。.　日本高速铁

7、路舒适度标准日本是目前世界上高速铁路最发达的国家，由于其国土狭小多山，因此高速干线上隧道也较多，但隧道断面较小，阻塞比较高。日本铁路当局对其在新干线上运行的高速列车通过隧道时的舒适度标准定为最大压力变化绝对值＝1000Pa，最大压力变化频率＝200Pa/s近年来日本铁路当局出于经济角度考虑，将这一标准放宽到最大压力变化频率＝300Pa/s课题份量和难易程度要恰当，博士生能在二年内作出结果，硕士生能在一年内作出结果，特别是对实验条件等要有恰当的估计。从本学科出发，应着重选对国民经济具有一定实用价值和理论意义的课题。课题具有先进性，便于研究生