列车隧道交会最不利长度数值模拟研究①

陶泽平， 杨志刚， 陈 羽

(同济大学上海地面交通工具风洞中心，上海 201804)

高速铁路是世界铁路客运发展的方向，随着列车运行速度的提高以及线路中隧道比例的增加，高速列车通过隧道引起的气动效应将直接影响到列车运行安全性、经济性、乘员舒适性以及隧道周边环境，是高铁隧道设计中必须解决的关键技术问题[1].对于列车隧道内交会问题，列车头尾在进入隧道时会形成初始压缩波和膨胀波，加上两车交会引起的交会压力波，各种波在隧道内不断传播、反射与叠加，形成复杂又强烈的压力波动[2].文献[3]建议今后在复线隧道内以会车工况为重点，研究压力波传播规律并确定最恶劣会车工况和相应车内外压力.已有研究表明，与阻塞比和车速不同，隧道长度对瞬变压力的影响呈现明显的非单调性，对隧道设计而言，“最不利隧道长度”的探求很有意义，何种隧道长度使得瞬变压力产生最不利叠加是需要关注的问题[4].王建宇等人[4－6]研究分析了压力波传播、反射和叠加规律，并提出单线隧道相应于压力变化不同情况的“最不利隧道长度”计算图表及公式.王一伟等人[2]通过理论分析研究了隧道压力波形成和峰值影响因素，推导了压力极值对应的最不利隧道长度关于列车长度、运行马赫数的表达式，并通过二维数值模拟方法，对典型工况下不同长度隧道内列车交会进行了计算.

高速列车隧道交会所引起的流动是三维瞬……