国家自然科学基金(51065013)
- 作品数：9 被引量：59H指数：4
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- 相关机构：兰州交通大学兰州铁路局更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金国家重点基础研究发展计划甘肃省科技支撑计划更多>>
- 相关领域：交通运输工程机械工程建筑科学理学更多>>
- 高速铁路隧道进口波特性数值模拟研究被引量：1
- 2016年
- 高速列车隧道进口波属于次声波范畴,其强度比微气压波要弱,但随着高速列车的不断提速,也会造成新的环境问题。文章采用有限体积方法和任意滑移界面动网格技术方法,并结合PISO算法和SST k-ω高雷诺数湍流模型,对CRH3高速列车通过隧道产生的进口波特性进行了数值模拟研究。研究结果表明,隧道进口波由列车头部和尾部驶入隧道时产生的负、正压力脉冲波构成,其传播具有指向性和随距离增加的衰减性。此外,进口波的幅值与观测距离近似成反比,与车速的三次方近似成正比。
- 王瑞丽梅元贵许建林周朝晖贾永兴
- 关键词：高速铁路隧道数值模拟
- 高速列车进入隧道诱发初始压缩波效应的数值模拟被引量：16
- 2016年
- 高速列车进入隧道产生初始压缩波,该压缩波以当地声速向隧道出口传播并产生脉冲波,脉冲波足够大时,会产生音爆响声。采用有限体积方法和任意滑移界面动网格技术方法,基于PISO算法和SSTk-ω高雷诺数湍流模型求解了高速列车通过隧道引起的三维可压缩非定常的空气湍流流动,数值模拟研究了我国高速列车和隧道条件下初始压缩波的基本特性。研究表明,初始压缩波是由于列车头部进入隧道瞬间洞内空气流动空间受到限制所形成的,形成初期具有三维特性,在传播一定距离后变成一维平面波。此外,在相同高度下,离车体越近初始压缩波变化越明显;靠近车体一侧离地面越近初始压缩波变化越大,而远离车体一侧初始压缩波变化基本一致;初始压缩波的压力时间变化率峰值与车速的三次方近似成正比。
- 梅元贵王瑞丽许建林贾永兴周朝晖
- 关键词：高速列车隧道CRH3数值模拟
- 基于一维流动模型的高速列车隧道压力波特性被引量：4
- 2014年
- 高速列车通过隧道过程中引起隧道内压力的剧烈波动,会诱发车内压力波动并可能引起车体疲劳破坏等问题。而研究此类问题的基础在于快速准确预测隧道压力波。基于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,对单车通过隧道和两列车隧道内交会进行数值模拟。选取京沪高速铁路隧道为研究对象,通过全时间区域下隧道空间中的压力传播的过程图描述压力波的形成过程,给出隧道内交会压力波比单车通过隧道的压力波剧烈的原因,研究列车速度和阻塞比对车外最大压力值和最小压力值的影响特性。结果表明,高速列车通过京沪高铁典型长度隧道时,其车体表面承受的最大压力波动基本与车速的平方成正比,而其与阻塞比基本呈线性关系。
- 贾永兴杨永刚梅元贵
- 关键词：高速列车隧道压力波
- 基于波叠加法高速列车单车通过隧道诱发压力波计算方法被引量：4
- 2015年
- 通过分析列车通过隧道过程中压力波的产生机理,并根据近年来国外学者提出的基于经验计算特征波的简单隧道内压力波计算方法,得出了隧道内和列车上任意时刻压力可以看作是多个特征波的叠加的结论,把压力波的计算问题就转化为特征波的叠加问题,建立了隧道压力波的波叠加计算方法。计算与国外实车试验结果吻合良好,通过与试验数据和特征线法计算结果的对比,证明了本文所建的叠加法计算压力波的方法的正确性和可行性。随后研究了阻塞比、车速和隧道长度的影响特性,验证了本文所建方法具有良好的预测结果。
- 周朝晖郭安宁梅元贵贾永兴
- 关键词：高速列车隧道压力波波叠加法
- 高速列车隧道内交会压力波基本特性数值模拟研究被引量：11
- 2016年
- 高速列车隧道内交会压力波变化剧烈,产生较大的气动载荷,可能带来乘客舒适性、车体及部件和洞内固定设备气动疲劳破坏问题,给列车安全运行带来隐患。基于CFD软件,采用三维可压缩非定常湍流流动的模型压力修正算法和任意滑移界面网格技术,本文对高速列车隧道内等速和不等速交会压力波进行数值模拟,分析了列车交会过程中车体外部压力场的变化,较为详细地描述了头头交会、头尾交会及尾尾交会时列车头尾部部位压差的变化过程,分析了等速和不等速交会时车外及洞内压力波的变化特性,初步给出了交会时变速度列车的负压峰值绝对值与车速的拟合关系式。
- 许建林孙建成梅元贵王瑞丽
- 关键词：高速列车隧道交会压力波数值模拟
- 侧风环境下高速列车外部流场数值模拟方法研究被引量：11
- 2012年
- 该文基于有限体积法的CFD软件以及块结构化和四面体非结构化网格,采用三维常物性定常不可压缩流动N-S方程的SIMPLE算法,利用国外典型模型试验数据对ICE2高速列车侧风环境下的空气绕流进行了数值模拟方法研究。结果表明:四面体非结构化和块结构化网格一样均能得到较好的结果,同时采用二次非线性高雷诺数k-ε模型和MARS差分格式的数值结果与试验数据吻合较好,从而验证了数值方法的正确性。在此基础上进行了四面体非结构化网格的独立性研究,得出适宜的网格总数和固壁法向第一层网格厚度合理的取值。该文确定的数值计算方法和四面体非结构化网格划分方法可用于复杂几何外形高速列车的数值模拟。
- 梅元贵许建林赵鹤群沈瀛
- 关键词：高速列车空气动力学侧风CFD
- 高速铁路复线隧道内压力波特性的数值模拟研究被引量：3
- 2015年
- 采用有限体积方法和任意滑移界面动网格技术的CFD方法,对我国高速列车和复线隧道条件下的压力波基本特性进行数值模拟研究。为避免数值计算产生不合理的物理现象,应用光滑启动技术。在验证本文数值方法正确性的基础上,采用三维非定常可压缩湍流流动模型方法,研究高速列车驶入单洞复线隧道时的压力波基本特征,揭示隧道内压力波的形成过程,得到不同断面上不同测点的压力变化及分布规律;研究结果表明:在初始压缩波三维效应的影响下,近隧道入口断面不同测点压力差异较大,且随着列车速度的增加,正压最大值也越大;在距离出口较近的断面上,当列车速度增加到一定范围,正压最大值反而减小;隧道衬砌上的正压最大值多出现在距离隧道入口较近处,而负压最大值则出现在隧道的中央断面上。
- 刘希贤郭安宁梅元贵许建林李士安周朝晖
- 关键词：高速列车复线隧道压力波数值模拟
- 高速列车隧道交会压力波特性被引量：15
- 2015年
- 采用基于有限体积方法的计算流体力学软件,建立了列车几何模型和非定常可压缩湍流的三维流动模型,对高速列车隧道内等速和不等速交会的全过程进行了数值模拟。在软件的任意滑移界面动网格技术中嵌入了列车光滑启动方法,研究了列车交会过程中隧道断面的压力波动、流速变化和压力波的形成过程。研究结果表明:基于三维流动模型的计算结果能够清晰地展示高速列车隧道内交会时的压力场与速度场变化情况,同一隧道横截面上各点的压力波动趋势与断面压力均值的波动趋势虽然一致,但不同测点的压力差异较大,最大可达53.5%;等速交会时隧道中央的交会压力变化幅值最大,负压峰值达到约-7kPa;不等速交会时高速列车车体正压峰值与负压峰值均随低速列车速度的减小而减小,而低速列车比高速列车的正压峰值大约1.5kPa;两列车鼻尖交会处的隧道断面压力波负压峰值与低速列车速度的二次方近似成正比。
- 梅元贵孙建成许建林周朝晖
- 关键词：高速列车隧道交会压力波气动载荷数值模拟
- 网格融合技术在列车过隧道运动网格数值模拟中的应用被引量：1
- 2016年
- 在高速列车过隧道问题的数值模拟中,为提高模拟准确性而考虑转向架、受电弓导流罩、车厢连接处等细部结构后,几何模型变得复杂。为了得到质量高、适用性强的计算网格,在列车附近生成非结构化四面体网格,运动网格及计算区域其余部分划分块结构化六面体网格。在融合面上,利用网格融合技术处理四面体网格的三角形面网格和六面体网格的四边形面网格的联结问题,通过控制节点位置的变化满足拓扑一致,实现无缝连接。通过三维数值模拟计算结果与一维实验结果的对比发现,在同等精度要求下,采用网格融合技术及分区思想生成的网格整体上数量更少,生成速率更高,该方法可推广应用于更复杂几何模型的网格划分中。
- 陈晓丽张成玉许建林晋永荣梅元贵
- 关键词：数值模拟网格融合
