半加载式柔式箱铁路列车穿过隧道的数值建模
流体动力学
2025-09-12 v1 计算物理
摘要
货运列车机车的疏散特性，以及不同车段之间以及装载货物之间的大型间隙，都会影响列车穿过隧道时产生的整体压力波 patterns。通常使用一维模型来预测这些压力波的 pattern 和属性。然而，对车头疏散区域以及未装载间隙部分进行精确建模，对预测压力幅值至关重要。这在传统的一维模型中一直比较困难。此外，通过三维计算方法实现上述精度需要卓越的网格质量、巨大的计算资源以及谨慎的数值模型选择。本文评估了 various numerical models 以捕捉这些复杂性。研究结果支持开发一种新的一维程序来计算货运机车进入隧道时产生的压力波，并进一步扩展以考虑因柔式箱装载模式导致的列车身体间断。我们还提出了参数化研究，以改善该程序的整体适应性，探讨了预定参数与间隙长度之间的关系。通过对改进的一维模型进行全面的大涡体模拟（LES）结果验证，并进行广泛的参数化研究以增强其在各种装载配置下的适用性。因此，本研究填补了货运列车隧道气动学之间的差距，提供了一个灵活的一维数值工具，用于精确预测压力波。
引用
@article{arxiv.2509.09591,
title = {Numerical modelling of a partially loaded intermodal container freight train passing through a tunnel},
author = {Zhen Liu and David Soper and Hassan Hemida and Boyang Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2509.09591},
year = {2025}
}