列车通过铁路隧道时的数值模拟分析

崔景东

列车通过铁路隧道时的数值模拟分析

崔景东

（无锡市轨道建设设计咨询有限公司 无锡 214000）

采用Gambit软件建立隧道列车模型，并利用Flunet17.0软件设置了相应的活塞风二维动网格模型，模拟了列车在不同车速下经过铁路隧道时，隧道内部速度场和压力场的动态变化规律。研究结果表明：随着列车经过隧道时速度的增大，所产生的活塞风的风速也就越大；当列车经过监测点的速度越大时，活塞风的风速突降的程度也就越大；列车头部达到隧道入口时，车头处压力骤然增大，列车周围气体压力波动剧烈；列车尾部到达隧道入口时，车尾处压力突然降低，并出现负压。

隧道；活塞风效应；数值模拟

0 引言

随着我国铁路隧道数量和长度的增加以及列车行驶速度的提高，使得列车运行所产生活塞风的变化更加剧烈，隧道内部流场更加复杂。活塞风会引起铁路隧道内部风速和风压突变，对隧道内部固定设施以及日常维护人员的安全产生一定的影响。同时，活塞风能够促进隧道空气流动，对调节隧道内空气品质和温度有一定的积极作用，也可以节约风机能耗。

目前，对活塞风的研究主要包括以下几个方面[1]，活塞风理论解析计算的研究[2,3]、活塞风影响因素的研究[4,5]以及活塞风对区间隧道影响的研究[6,7]。关于活塞风的研究在公路隧道、地铁隧道等地下区间工程中研究较多，专门针对铁路隧道列车活塞风的研究较少。本文以英国Patchway隧道作为物理模型，用Gambit软件建立其全尺寸模型，使用Fluent17.0软件设置了相应的活塞风二维动网格模型，以模拟隧道内部速度场和压力场的变化规律。……