列车隧道临界交会长度空气动力学仿真地研究论文

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1、ClassifiedIndex：U271．91U．D．C：629SouthwestJiaotongUniversityMasterDegreeThesisSIMULATIONRESEARCHOFAERODYNAMICSTRAINSCRITICALTHETU删ELn呵TERSECTIONLENGTHGrade：2011Candidate：ShuXUHeAcademicDegreeAppliedfor：MasterDegree象Spec鞫lity：VehicleEngineeringSup幕isor：Prof．Yueming

2、w抽gMay．2014西南交通大学’f●学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于1．保密口，在年解密后适用本授权书；2．不保密彤使用本授权书。(请在以上方框内打“巾)学位论文作者签名：彳霜妞赳指导老师签名：巧／奶飞日期：9矽，)伊pj．≥／日期：工9Lr·r·。I

3、-·西南交通大学硕士学位论文主要工作(贡献)声明本人在学位论文中所做的主要工作或贡献如下：(1)根据所掌握的资料，通过选择合适的几何模型、计算区域、边界条件、数学模型等建立了列车临界交会的计算模型，并且根据需要在车体表面设置了相应的监控点，对所建立的计算模型进行了网格划分。(2)根据实车试验的数据，选择与之匹配的隧道长度的仿真数据进行计算模型的验证，结果得到仿真计算的数据与实车试验的数据基本吻合，除了在数值上有些许差别外，其压力波的变化趋势完全一致，由此可以证明所建立的计算模型是可信的，所仿真计算的数据是真实有效的。(3

4、)选取了国内实际运营中最常见的300km／h．300km／h工况进行仿真，得出了车体表面各监控点的压力波曲线及数据，通过数据处理，在头车和尾车各选择了一个点进行数据的呈现，并且对这两个点在10个隧道长度内进行交会时压力波的最小值、最大值和变化幅值进行了统计，得出监控点的空气压力变化幅值与隧道长度的关系曲线，通过分析可以得到列车交会在810m．825m范围内隧道的情况下，监控点的压力波变化幅值最大，而理论计算长度816m在此范围之内，从而验证了理论计算方法的正确性，并且通过仿真计算数据与实车试验数据的对比，进一步验证了计算

5、模型的正确性，进一步说明了仿真计算数据是可信的。(4)对于在列车交会仿真过程中，动车组进入隧道、交会以及动车组出隧道时刻的压力云图和网格图进行了汇总。本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研究工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明。本人完全了解违反上述声明所引起的一切法律责任将由本人承担。学位论文作者签名：彳萄槲日期：Ⅵ7啦6占。)f西南交通大学硕士研究生学位论文第l页捅要随着高速铁路事

6、业的蓬勃发展，中国已经大步迈向了高铁化时代。铁路运输的目标之一就是高速化，但是对于铁路技术而言，高速化却带来了很多实际性的问题，空气动力学问题就是其中之一。列车隧道交会作为列车空气动力学的研究内容之一，也越来越受到了广泛的关注。本文引用了计算流体力学的基本原理和基础理论，对于计算流体力学中的问题进行了阐述，也对数值计算中所涉及到的计算方法和理论进行了介绍。此外，本文也引用了中国铁道科学研究院所采用的列车临界交会隧道长度的计算方法，并列出了国内可能出现的列车临界交会的理论隧道长度。本文根据仿真需要，选择了合适的几何模型、计

7、算区域、边界条件和数学模型，建立了列车临界交会的二维计算模型，对计算模型进行了网格划分。在中国铁道科学研究院提供资料的基础上，通过模拟计算数据与实车试验数据的对比，对所建立的计算模型进行了验证，证明了仿真计算的数据是真实可信的。本文选取了国内运营中最常见的300km／h．300km／h交会工况进行仿真，对300m、500m、700m、750m、800m、816m、850m、900m、1lOOm、1300m这10个隧道长度进行了逐一仿真，得到了在车体表面所设置监控点的压力波曲线及数据，在对仿真计算数据进行处理的基础上，选取

8、了头车和尾车的各一个点进行数据的对比和分析，对列车在这10个长度的隧道内进行交会仿真时这两点压力波的最小值、最大值和变化幅值进行了数据统计，并建立了变化幅值与隧道长度的关系曲线图，通过分析可以得到列车交会在810m．825m范围内的隧道时，两监控点的压力波变化幅值最大，因此通过模拟计算验证了列车临近交会理论计算隧道长