高速列车通过隧道时的流场特性分析

摘要

利用有限体积法求解三维、可压缩、非定常N-S方程和k-ε两方程湍流模型,通过滑移网格技术实现列车的运动,建立了高速列车通过隧道时的气动性能计算模型.分析了列车与隧道交互作用下的流场特性、隧道壁面压力、车体表面压力、气动荷载的变化规律.研究发现:进入隧道前,列车的运动对隧道内的流场影响不大,但在列车驶出隧道后,尾涡的发展仍影响着隧道内的流场结构;列车进出隧道时,列车表面的压力在隧道与明线之间的分界线上有明显的跳跃;列车在隧道中运行时,隧道壁面测点的压力与其高度无关,靠近列车的隧道壁面受到的冲击更大,列车底部的压力变化比上表面的压力变化大;当列车表面压力达到负压最大时,头车减阻达到最大,尾车增阻随后达到最大,而当测点压力达到正压最大时,头车增阻、尾车随后增阻,中间车的阻力变化不大.