高速铁路隧道外声屏障气动荷载的数值模拟研究

摘要

采用计算流体力学的数值计算方法对基于三维、瞬态、可压缩的Navier-Stokes方程和κ-ε两方程紊流模型进行求解,建立了250 km/h标准动车组单车通过隧道外声屏障的计算模型,对声屏障上产生的气动力进行数值模拟.隧道外声屏障离铁路近侧线路中心距分别取3.5 m、4.25 m、5.0 m,分析和研究了气动力沿隧道外声屏障竖向、纵向和横向的变化规律.由此得出:隧道进、出口外的声屏障会受到洞口附近三维效应的影响,影响强度进口比出口要大,影响范围出口在20 m内、进口在10 m内,离洞口越近,影响效应越大;当声屏障与近侧线路中心距取值在3.5~5 m之间时,声屏障所受气动力与距近侧线路中心距近似成线性关系;距隧道洞口相同距离位置处的声屏障上受到的气动力最大幅值,进口外的声屏障要比出口外的声屏障大.