检索结果-内蒙古大学图书馆

铁道科学与工程学报 2025年第3期22卷 954-966页

作者：陶玮娄平孙震中南大学土木工程学院湖南长沙410075 中南大学重载铁路工程结构教育部重点实验室湖南长沙410075

横风环境下高速列车在桥上交会时,迎风侧列车的挡风效应叠加交会时产生的瞬态压力波导致背风侧列车气动荷载突变。当交会发生在风速高、风速变化大且流场紊乱的桥梁风屏障端部附近时,背风侧列车的空气动力学性能势必会进一步恶化,影响... 详细信息

横风环境下高速列车在桥上交会时,迎风侧列车的挡风效应叠加交会时产生的瞬态压力波导致背风侧列车气动荷载突变。当交会发生在风速高、风速变化大且流场紊乱的桥梁风屏障端部附近时,背风侧列车的空气动力学性能势必会进一步恶化,影响其安全平稳运行。为研究横风作用下桥梁风屏障端部附近交会时背风侧列车气动效应,基于改进的延迟分离涡模拟方法,建立风屏障-高速列车-桥梁系统的CFD模型,探讨高速列车在桥梁风屏障端部附近交会时不同交会起始位置对背风侧列车交会面测点气动压力和气动荷载系数的影响规律,并分析其流场特性。在此基础上,建立车-轨-桥系统耦合动力学模型,对比研究高速列车在无风屏障桥上以及桥梁风屏障端部附近交会时背风侧列车行车安全指标的变化规律。研究结果表明:高速列车在桥梁风屏障端部附近交会时,背风侧列车头车气动性能受交会起始位置影响最为显著。与无风屏障桥上交会情形相比,当交会起始位置位于风屏障区域以外距其端部0.5L(L为列车头车长度)处时,背风侧列车测点1头波正波和全波幅值分别增大22.75%和18.31%;头车侧向力、升力和倾覆力矩系数峰值分别增大13.08%、11.39%和9.76%,相应的幅值分别增加16.16%、13.31%和25.12%。同时,风屏障端部附近交会过程中背风侧列车头车轮重减载率和脱轨系数最大值分别增加6.33%和4.14%,导致其行车安全性降低。研究结果可为进一步保障横风作用下桥上高速列车安全平稳运行提供参考。

关键词：高速列车交会风屏障端部气动荷载数值模拟气动效应

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桥梁断面涡激振动气动效应特性识别

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哈尔滨工业大学学报 2017年第3期49卷 86-92页

作者：许坤葛耀君曹丰产土木工程防灾国家重点实验室(同济大学) 上海200092 北京工业大学道路与桥梁工程研究所北京100124

为获取桥梁断面涡激共振过程中的气动效应特性,提出一种基于风洞试验的气动效应特性识别方法,首先提出涡振系统总体阻尼及刚度瞬时特性识别方法,在此基础上提出从涡振系统总体阻尼及刚度中分离气动阻尼及气动刚度的方法.以一个开口断面... 详细信息

为获取桥梁断面涡激共振过程中的气动效应特性,提出一种基于风洞试验的气动效应特性识别方法,首先提出涡振系统总体阻尼及刚度瞬时特性识别方法,在此基础上提出从涡振系统总体阻尼及刚度中分离气动阻尼及气动刚度的方法.以一个开口断面风洞试验数据为例对该方法的准确性进行了验证,并对该断面涡振气动效应特性进行研究.结果表明:识别得到的系统总体阻尼比为零的等高线与结构涡振响应曲线能很好吻合,从而验证了该方法的准确性.在此基础上对涡振过程中作用于结构的气动阻尼及气动刚度特性进行了研究,获得了气动阻尼及刚度随结构振幅和约化风速的变化规律,可为后续理论模型研究提供参考.

关键词：桥梁断面风洞试验涡激振动气动效应识别方法

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我国高速铁路声屏障气动效应研究与探索

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中国铁道科学 2023年第4期44卷 84-91页

作者：陈兴张毅超陈迎庆伍向阳刘兰华中国铁道科学研究院集团有限公司节能环保劳卫研究所北京100081

针对高速铁路声屏障的安全可靠性,从气动效应角度阐述其研究现状、研究成果及存在的挑战,并基于我国高速铁路声屏障应用场景,探讨列车脉动力的主要影响因素和声屏障结构的振动特性,结合技术标准中与气动效应相关的要求和规定,提出完善... 详细信息

针对高速铁路声屏障的安全可靠性,从气动效应角度阐述其研究现状、研究成果及存在的挑战,并基于我国高速铁路声屏障应用场景,探讨列车脉动力的主要影响因素和声屏障结构的振动特性,结合技术标准中与气动效应相关的要求和规定,提出完善标准体系的相关建议,并对未来的重点研究方向进行展望。结果表明:列车脉动力受列车运行速度、列车车型及声屏障设置位置等因素的共同影响,列车脉动力与运行速度的平方基本服从线性关系;声屏障气动效应还与车头流线型、车体截面形状等列车气动性能参数相关,相同速度条件下不同车型的脉动力差异可达45%;在列车脉动力作用下,声屏障钢立柱以横向振动为主,呈现典型受弯构件的特征,而单元板以整体往复横向运动为主,振幅受安装状态的影响显著,声屏障动力性能评估重点为结构的低频振动;未来可结合声屏障结构振动特征和服役性能变化情况,深化声屏障气动荷载产生机理和动力分析方法的研究,探索声屏障服役性能演变机理和规律,完善声屏障结构安全性能检测评估体系,发展快速高效检测技术。

关键词：高速铁路气动效应动力响应声屏障安全性能

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某特长水下隧道气动效应试验研究

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中国铁道科学 2012年第1期33卷 41-46页

作者：马伟斌俞翰斌付连张千里程爱君中国铁道科学研究院铁道建筑研究所北京100081 中国铁道科学研究院科研开发处北京100081

采用CRH2-061C动车组,以180～320km.h-1速度往返运行,对某特长水下隧道下行线进行气动效应试验研究。研究结果表明:隧道内瞬变压力、列车风、气动载荷和隧道洞口微气压波值均随着车速的增加而增加,车厢内舒适度随着车速的增加而减少;隧... 详细信息

采用CRH2-061C动车组,以180～320km.h-1速度往返运行,对某特长水下隧道下行线进行气动效应试验研究。研究结果表明:隧道内瞬变压力、列车风、气动载荷和隧道洞口微气压波值均随着车速的增加而增加,车厢内舒适度随着车速的增加而减少;隧道南口的微气压波值、首波压力梯度均小于北口,这主要是由于南、北口的缓冲结构型式存在差异;隧道内附属设施受到的气动荷载、车内气压3s变化值均在相关标准的要求值之内;车速大于250km.h-1时,乘员有耳鸣和不舒适感。根据研究结果提出如下建议:CRH2-061C动车组通过该隧道的合理速度为260km.h-1;开启隧道内联络通道或布置吸能材料以衰减压力波的传播能量;研究制订复合型舒适度控制标准。

关键词：水下隧道气动效应瞬变压力微气压波舒适度现场测试试验研究

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动车组横风环境下的交会气动效应

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中南大学学报（自然科学版） 2016年第1期47卷 307-313页

作者：刘峰姚松张洁张娜中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075

采用三维、可压缩、非定常N-S方程的数值计算方法,对8辆编组的动车组在20 m/s横风下以250 km/h速度交会时列车表面瞬变压力和车体所受气动力及力矩进行分析,并采用间接验证方法,将风洞实验、动模型实验得到的结果分别与数值模拟结果进... 详细信息

采用三维、可压缩、非定常N-S方程的数值计算方法,对8辆编组的动车组在20 m/s横风下以250 km/h速度交会时列车表面瞬变压力和车体所受气动力及力矩进行分析,并采用间接验证方法,将风洞实验、动模型实验得到的结果分别与数值模拟结果进行对比。研究结果表明:间接验证方法下所得气动效应实验结果和数值模拟结果变化规律一致,压力幅值相对误差在5%以内;动车组横风下交会时,车体头、尾处测点压力差别较大,中部位于同侧测点压力差异较小,同一高度、不同纵向测点的压力变化波形及幅值基本一致,车体顶部测点压力始终为负;对于车体所受横向气动力及倾覆力矩,头车比中间车和尾车的大,背风车比迎风车的大;随着横风风速的增加,列车所受横向气动力及倾覆力矩峰值也迅速增加,严重威胁着动车组的安全运行。

关键词：动车组横风交会风洞实验动模型实验气动效应

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高速列车通过带有套衬结构隧道气动效应分析

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中南大学学报（自然科学版） 2015年第11期46卷 4363-4369页

作者：刘峰姚松杨明智张洁中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075

采用三维、可压缩、非定常N-S方程的数值计算方法,对8辆编组的高速列车以300 km/h速度通过带有套衬结构隧道时车体表面及隧道壁面的瞬变压力进行分析。研究结果表明:数值计算结果与动模型实验结果较吻合,2种方法得到的压力曲线变化规律... 详细信息

采用三维、可压缩、非定常N-S方程的数值计算方法,对8辆编组的高速列车以300 km/h速度通过带有套衬结构隧道时车体表面及隧道壁面的瞬变压力进行分析。研究结果表明:数值计算结果与动模型实验结果较吻合,2种方法得到的压力曲线变化规律一致,幅值误差在5%以内;列车通过隧道时,车体头、尾处测点压力差别较大,中部测点压力差异较小;沿列车车身方向,测点正压幅值逐渐减小,负压幅值逐渐增大;隧道壁面测点压力峰峰值在隧道进、出口附近较小,而在靠近隧道中部时较大;隧道内安装套衬对于高速铁路双线隧道气动效应影响很小,加装套衬前后,测点压力幅值差异在2%以内。因此,建议在对高速铁路隧道病害整治中,考虑使用套衬技术。

关键词：高速列车隧道套衬气动效应

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高速列车过双线隧道气动效应及列车风特性

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哈尔滨工业大学学报 2021年第9期53卷 43-52页

作者：王磊骆建军李飞龙城市地下工程教育部重点实验室(北京交通大学) 北京100044 结构风工程与城市风环境北京市重点实验室(北京交通大学) 北京100044

为加深对隧道内气动效应和列车风特性的认识,采用RNGκ⁃ε湍流模型模拟高速列车偏心通过隧道全过程,应用滑移网格技术模拟列车高速运动,对列车通过时隧道内的气动效应及列车风进行研究。通过将数值计算结果与现场试验结果进行对比,验证... 详细信息

为加深对隧道内气动效应和列车风特性的认识,采用RNGκ⁃ε湍流模型模拟高速列车偏心通过隧道全过程,应用滑移网格技术模拟列车高速运动,对列车通过时隧道内的气动效应及列车风进行研究。通过将数值计算结果与现场试验结果进行对比,验证了数值方法的准确性。研究表明:隧道入口处气动压力变化规律与隧道内有很大差别;列车两侧对称测点的最大正压值及峰-峰压力变化幅值分别相差13.1%和7.3%,近隧道侧列车风纵向速度分量与合速度最大值分别为远隧道侧的2.1倍和1.9倍,列车偏心通过对列车周围气动压力影响不大,而对列车风影响非常显著;列车表面边界层对列车风纵向分量影响显著,对横向速度分量和垂向速度分量几乎无影响;隧道内列车后方产生交替出现的复杂尾涡结构,与明线时差别很大;隧道内列车风风速衰减较慢,持续时间更久。

关键词：高速列车双线隧道气动效应列车风流场特性数值模拟

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高速铁路隧道内气室参数对列车表面气动效应的影响

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中南大学学报（自然科学版） 2024年第5期55卷 1822-1833页

作者：陈大伟刘钊杨海波卫梦杰刘峰中车青岛四方机车车辆股份有限公司高速磁浮运载技术全国重点实验室山东青岛266111 太原理工大学机械与运载工程学院山西太原030024

应用三维、可压缩、非定常Navier−Stokes方程和有限体积法,以单线隧道人行通道下方布置单个气室为例,分析隧道内气室参数对列车表面气动压力和横向力的影响。研究结果表明:隧道中加设气室后列车表面压力峰值增大,且当气室位于隧道前部... 详细信息

应用三维、可压缩、非定常Navier−Stokes方程和有限体积法,以单线隧道人行通道下方布置单个气室为例,分析隧道内气室参数对列车表面气动压力和横向力的影响。研究结果表明:隧道中加设气室后列车表面压力峰值增大,且当气室位于隧道前部、气室纵向长度较长、气室入口面积较大时,列车表面压力峰值增大更明显;当隧道长156 m、气室位于隧道前部、气室长度L为50 m、气室入口面积A为1.2 m^(2)、车速为400 km/h时,列车表面瞬变压力的正负峰值分别比无气室时的正负峰值大0.2 kPa和0.18 kPa;列车所受横向力在车头经过气室入口时产生波动,且波动时间随着气室长度的增大而延长,气室入口面积增大使横向力波动更为剧烈;安装气室后,列车所受横向力峰值通常低于其自身重力的1%,因此,列车发生倾覆概率较低。

关键词：高速列车隧道气室气动效应

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列车气动效应作用下隧道衬砌混凝土水分传输理论研究

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中南大学学报（自然科学版） 2023年第4期54卷 1613-1621页

作者：王家赫谢永江冯仲伟王嘉旋渠亚男中国铁道科学研究院集团有限公司铁道建筑研究所北京100081 高速铁路轨道技术国家重点实验室北京100081

针对高速列车气动效应在铁路隧道衬砌混凝土表面产生的高速气流和空气低压作用,提出考虑列车气动效应的隧道衬砌混凝土水分传输和湿度场理论计算模型,并对气体流速和表面低压等关键影响因素进行分析。研究结果表明:高速气流加速混凝土... 详细信息

针对高速列车气动效应在铁路隧道衬砌混凝土表面产生的高速气流和空气低压作用,提出考虑列车气动效应的隧道衬砌混凝土水分传输和湿度场理论计算模型,并对气体流速和表面低压等关键影响因素进行分析。研究结果表明:高速气流加速混凝土表面水分交换速率并减薄水汽过渡层,表面低压作用降低环境中的水蒸气分压并增大混凝土表面与内部孔隙之间的压力梯度;混凝土表面风速越大、气压绝对值越低,其内部湿度下降越快;环境条件对混凝土湿度场的影响仅局限在混凝土表面一定范围内,环境风速和表面气压变化对混凝土内部湿度影响较小;在标准大气压条件下,当混凝土表面风速由5 m/s增大至15 m/s时,距离干燥面10 mm和30 mm处60 d龄期时相对湿度分别降低32.6%和3.9%;在环境风速为0 m/s条件下,当混凝土表面气压由80 kPa降低至50 kPa时,距离干燥面10 mm和30 mm处60 d龄期时混凝土相对湿度分别降低37.9%和3.8%。本文所提出的理论模型可较准确地描述上述因素对混凝土湿度变化的加速效应。

关键词：混凝土相对湿度水分传输气动效应

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桥梁风屏障的气动效应及其对高速列车运行安全的影响分析

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工程力学 2015年第8期32卷 112-119,128页

作者：郭薇薇夏禾张田北京交通大学土建学院北京100044 北京市结构风工程和城市风环境重点实验室北京100044 大连海事大学道路与桥梁工程研究所辽宁大连116026

基于风-车-桥系统动力分析模型,分析了风屏障对车桥系统气动效应及桥上高速行驶车辆运行安全性的影响。以新建兰新铁路百里风区跨度16 m简支槽形梁为工程背景,通过风洞试验测试了有、无风屏障时车辆、桥梁的三分力系数,然后对强侧风作... 详细信息

基于风-车-桥系统动力分析模型,分析了风屏障对车桥系统气动效应及桥上高速行驶车辆运行安全性的影响。以新建兰新铁路百里风区跨度16 m简支槽形梁为工程背景,通过风洞试验测试了有、无风屏障时车辆、桥梁的三分力系数,然后对强侧风作用下车辆通过桥梁时的动力响应进行了数值模拟,综合分析得到了保证列车在桥上运行安全的风速-车速阈值曲线。结果表明,对未设置风屏障的桥梁,当风速超过15 m/s即应限速行驶;而设置风屏障后,桥上车辆的运行安全性指标得到了极大地改善,即使风速达到40 m/s,列车仍可以260 km/h的速度安全运行。

关键词：高速铁路行车安全风-车-桥动力分析风屏障气动效应阈值曲线

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