CRH3A

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４ 结 论
利用动模型试验与 Ｃ Ｆ Ｄ方法 ， 对Ｃ Ｒ Ｈ ３ Ａ型 城 际 动 车 组 以时 速 ２ ５ ０ ｋ ｍ通过净空 面积 ８ ０ ｍ 的隧 道时 引起 瞬变 压力 变化 问题 研究可 得 到 以下
结论 ：
（ ４ ） 在相同高度上 ， 沿 高 速 隧 道 壁 面所 感 受
内流场呈现一定的三维 变化过程 ． 数值仿真分析与动模 型试 验结果基本 吻合 ， 可以相 互验证 ．
关键词 ： 动车组 ； 隧道 ； 压力变化 ； Ｃ Ｆ Ｄ数值模拟
文献标识码 ： Ａ
０ 引 言
由于空 气流 动受 隧道壁 的 限制 以及 空气 的可
车组 与周 围环境 之 间 的相 对 运 动 ， 真 实再 现 高 速
Ｃ Ｒ Ｈ３ Ａ 型 动 车 组通 过 隧道 时 的 压 力 变化 试 验 与 Ｃ Ｆ Ｄ计 算
余 以正 ， 姜旭 东， 孙 健
（ 中国北 车集 团 长 春 轨 道客 车股 份 有 限公 司 技 术 中心 基 础 研发 部 ， 吉林 长春 １ ３ ０ ０ ６ ２ ） 米
摘
要： 通 过动模 型试验 与 Ｃ Ｆ Ｄ计算 ， 研究时速 ２ ５ ０ ｋ ｍ ／ ｈ的 Ｃ Ｒ Ｈ ３ Ａ型城际动车组单车通过隧道时列车表
阻塞 比（ 动 车组 横 截 面和 隧 道 净 空 面 积 比 ） 和 实
际动车组 过 隧道 的阻塞 比相等 ．
空 面积 ８ ０ ｍ 的单 线 隧道 时弓 ｉ 起 的车体 表 面及 隧
道 壁 瞬变 压 力 变化 量 △ Ｐ问题 进 行 研 究 ， 并 对 计
算 结果进 行分 析与评 价 ．
第３ ６卷 第 ５期 ２ ０ １ ５年 １ ０月
大 连 交 通 大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ ０Ｆ Ｄ ＡＬ Ｉ ＡＮ Ｊ Ｉ ＡＯ Ｔ ０ＮＧ ＵＮ Ｉ ＶＥ ＲＳ Ｉ Ｔ Ｙ
Ｖｏ １ ． ３６ Ｎｏ ． ５
０ｃ ｔ ． ２ ０ｌ ５
文章编号 ： １ ６ ７ ３ ・ ９ ５ ９ ０ （ ２ ０ １ ５ ） ０ ５ — ０ ０ ４ ６ — ０ ４
动 车组 交会 、 过隧道 、 列 车风等 空气 三维非 定 常可 压 缩流 动过 程 ， 获 得 具 有相 对 运 动 的 动 车组 空 气
动力特性 ． １ ． ２ 模 型实 际布置 情况
压缩性 ， 高速列车通过隧道时将产生相当大的压
力 波 动． 这种 瞬变 压力 效应会 对列 车 、 环 境 和旅 客
△ Ｐ主要 受列 车速度 、 阻塞 比等 因素影 响 ， 受 列 车 长 度 和隧道 长度 的影 响较 小 ． 本 文 采 用 动模 型 试 验 与三 维流 场数 值模 拟 相 结 合 的方 法 ， 对 公 司设 计的 Ｃ Ｒ Ｈ３ Ａ型 动车组 以 ２ ５ ０ ｋ ｍ ／ ｈ的速 度通过 净
舒 适性 产生 很大 的影 响 ， 目前 ， 随着 我 国高速 列车
的发展 ， 开展 高 速列 车 进 入 隧道 时 引 起 瞬变 压 力
动模 型试 验 中， 隧 道截 面 图与 隧 道模 型 见 图 １ 所示 ． 在 轨道和 隧道模 型 设计 时 ， 严 格 控制 模 型
变 化 的研究 是非 常 重要 的． 根 据 文献 ［ １ — ２ ］ ， 在 高 速 列 车通过 单线 隧 道 过程 中 ， 其 最 大 压力 变 化 量
的最 大压 力变 化量 较列 车表 面 的大 ；
（ ５ ） 列车通过隧道时 ， 一 旦 高 速 列 车 头 型 确
定， 在 同一阻塞 比前提 下高速列车压力波特性也确
定， 这点与文献 ［ ５ ］ 中结论一 致． 因此设 计 出合理 的
头型对列车在隧道 内运行压力波特 ｌ 生 至关重要 ．
面 以及隧道表面的压力变化． 结果表明 ： 列 车单车过 隧道时隧道 中流场 的压力变化主要是 由列 车车头刚进 入隧道时形成的压缩波与车尾进入 隧道 时形成 的膨胀波在隧道 内往返传播 、 反射等影响造成 ； 单列车通过 净空面积 ８ ０ ｍ 的隧道时最大压力变化量 Ａ Ｐ为 ２ ． ６ ｋ Ｐ ａ ， 出现在鼻尖点． 列车过隧道时头尾部附近 的隧道
作者简 介 ： 余 以正 （ １ ９ ８ ５一） ， 男， 工程师 ， 硕士研究生 ， 主要从事列车空气动力学研究
Ｅ－ ｍ ａｉ ｌ ： ｙ ｕｙ ｉ ｚ ｈｅ ｎ ｇ ＠ ｃ ｃ ｃ ａ ｒ ． ｃ ｏ ｍ．ｃ ｎ．
第 ５期

余 以正， 等： Ｃ Ｒ Ｈ ３ Ａ型动车组通过隧道 时的压 力变化试验 与 Ｃ Ｆ Ｄ计 算
型， 通过弹射使模型动车组在模型线路上无动力 高 速运 行 ， 模 拟 两交 会 动 车组 、 动 车 组 与地 面 、 动
亲 收 稿 日期 ： ２ ０ １ ５ — ０ ５ １ — １ ０
在车头 、 车尾、 车侧面共布置有 ５ ２ 个测点 ， 并在隧 道 壁面 布置 测 点 数 １ ７个 ． 本 文 限 于篇 幅 ， 仅研 究
１ 动 模 型 试 验
１ ． １ 动模 型试 验 系统基本 原 理
图 １ 测 点 布 置 及 典 型 测 点 示 意 图
动 模 型试 验 根 据 流 动 相 似 原 理 ， 将 动 车 组、 隧道 和线 路等 物 体 按几 何 相 似 制作 成 缩 比模
１ ． ３ 模型 测点 布置情 况 图 ２为列 车表 面 测 压 点 布置 示 意 图 ， 试 验 中
参考 文献 ：
［ １ ］ Ａ Ｋ Ｉ Ｙ Ａ Ｙ ． Ｐ ｒ ｅ ｓ ｓ ｕ ｒ ｅ ｖ ａ ｒ ｉ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｓ ， Ａ ｅ ｒ ｏ ｄ ｙ ｎ ａ ｍ ｉ ｃ ｄ ｒ ａ ｇ ｏ ｆ ｔ ｒ ａ ｉ ｎ
ａ ｎ ｄ ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ ｖ ｅ ｎ ｔ ｉ ｌ ａ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｎ Ｓ ＨＩ Ｎ ＫＡＮ Ｓ Ｅ Ｎ ｔ ｙ ｐ ｅ ｔ ｕ ｎ ｎ ｅ ｌ