隧道缓冲结构的三维数值设计
流体动力学
2015-11-20 v1
摘要
本文涉及隧道缓冲结构的参数化研究，旨在降低高速列车驶入隧道时产生的压力波的波形，即其时间梯度。这是通过使用自研的三维数值求解器在笛卡尔和非结构化网格上求解 Euler 方程来实现的。通过与实验数据和经验公式的比较，证明了该数值方法的有效性。对于隧道缓冲结构的设计，考虑了三个可能影响波形的参数：缓冲结构的形状、截面和长度。数值结果表明： 与渐变截面（椭圆形或锥形）缓冲结构相比，等截面缓冲结构是最高效的形状； 存在一个缓冲结构截面与隧道截面的最优比例，此时压力波的时间梯度可降低一半； 当缓冲结构长度在列车鼻部长度的 2 到 8 倍范围内时具有显著的效率。最后研究了列车速度的影响，结果表明最优截面会受列车速度的轻微影响。
引用
@article{arxiv.1511.06264,
title = {3D numerical design of tunnel hood},
author = {David Uystepruyst and Mame William-Louis and François Monnoyer},
journal= {arXiv preprint arXiv:1511.06264},
year = {2015}
}