关于广州地铁隧道空气动力学效应缓解措施的研究

合集下载

高速列车通过隧道时产生的空气动力学问题

。
边界层方法
03
对隧道和列车周围的流场进行精细建模，适用于研究列车与隧
道之间的相互作用。
实验研究方法
风洞实验
在风洞中模拟列车通过隧道的情境，以观察和测量列车和隧道周围的流场特性。
实物模型实验
使用实际列车和隧道进行实验，以测量和评估列车通过隧道时的空气动力学性能。
热线风速仪测量
用于测量列车和隧道之间的局部风速和风压，以评估空气动力学性能。
采用扁平车头设计，以减少空气阻力和压力波的产生。
流线型车头设计
采用流线型车头设计，以降低空气阻力和涡流产生。
优化车头形状
根据空气动力学原理，优化车头的形状，以降低空气阻力和压力波的产生。
改善隧道内通风系统
加强隧道通风设施
加强隧道内的通风设施，如风机、通风口等，以加快空气流通和减少压力波的产生。
02
隧道内空气流动的基本原理
流体动力学基础
01
02
03
流体的定义
流体是指可以流动的物质，包括液体和气体。
流体的性质
流体具有连续性、不可压缩性和粘性。
流体的运动
流体的运动可以通过速度、方向和加速度等参数来描述。
隧道内空气流动的特点和规律
空气流动的驱动力
隧道内空气流动的驱动力主要包括列车行驶时产生的压力波和空
目前，针对高速列车通过隧道时的空气动力学问题，国内外学者提出了多种数值模拟方法和实验模型，这些方法为深入研究列车与隧道间的相互作用提供了有力支持。
未来，随着计算流体力学、实验流体力学等学科的发展，高速列车通过隧道时的空气动力学问题研究将更加深入，有望在列车设计、运行控制等方面实现突破。同时，随着科技的发展，研究手段和方法也将不断创新和完善，为解决实际问题提供更多选择和支撑。

高速列车通过隧道时产生的空气动力学问题

高速列车通过隧道时产生的空气动力学问题汇报人：日期:•引言•高速列车通过隧道时的空气动力学现象目录•高速列车通过隧道时空气动力学问题的研究方法•高速列车通过隧道时空气动力学问题的解决方案•高速列车通过隧道时空气动力学问题的未来研究方向目录01引言高速列车通常以超过200公里/小时的速度运行，具有特殊的动力学特性和空气动力学性能。

高速列车的特性隧道通常由入口、出口和洞身组成，为列车提供通行空间。

隧道的基本结构高速列车与隧道概述空气动力学在高速列车与隧道中的应用空气动力学对高速列车的影响高速列车在隧道中运行时，由于空气流动受到限制，会产生一系列的空气动力学问题，如压力波、气动噪声等。

空气动力学对隧道的影响高速列车通过隧道时，由于车速较高，会对隧道内的空气流动产生扰动，从而影响隧道的通风和空气质量。

02高速列车通过隧道时的空气动力学现象车尾部分的空气则因为突然的扩张而形成低压区，导致车尾部分的气压低于周围环境气压。

这种压力波现象会导致列车受到额外的阻力，称为“压缩波阻力”。

列车进入隧道时，由于突然的截面变化，车头前方的空气受到挤压，形成高压区。

列车进入隧道时的压力波现象当列车通过隧道时，车体周围的空气流动受到列车形状和速度的影响，形成涡旋流动。

这种涡流现象会导致列车受到额外的阻力，称为“涡流阻力”。

涡流阻力的产生与车体的形状、速度以及隧道的截面形状有关。

列车通过隧道时的涡流现象01车尾部分的空气则因为突然的收缩而形成高压区，导致车尾部分的气压高于周围环境气压。

这种压力波现象会导致列车受到额外的阻力，称为“膨胀波阻力”。

膨胀波阻力的产生与车体的形状、速度以及隧道的截面形状有关。

当列车驶出隧道时，车头前方的空气受到挤压后突然扩张，形成低压区。

020304列车驶出隧道时的压力波现象03高速列车通过隧道时空气动力学问题的研究方法边界元方法（BEM）将问题域划分为边界元，通过求解边界元方程得到问题域内的压力分布和速度分布。

高速列车隧道的空气动力学效应及解决措施

高速列车隧道的空气动力学效应及解决措施高速列车通过隧道时会产生一系列的空气动力学效应，包括气压波、空气抽吸、阻力增加、噪音扩大等问题。

为了解决这些问题，需要采取一些技术措施。

首先，气压波是高速列车通过隧道时产生的一种空气波动。

隧道的出入口会引起气压的突变，进而形成气压波。

为了减轻气压波的影响，可以采用以下方法：1.设计合理的隧道出入口结构，减小气压突变的幅度。

通过合适的设计和工程施工，可以减小气压波对列车和旅客的影响。

2.在出入口处设置缓冲区，使空气压力逐渐恢复平衡。

通过设置缓冲区，使气压波逐渐减小，减轻对列车和旅客的冲击。

其次，高速列车通过隧道时会产生空气抽吸效应。

当列车快速进入或离开隧道时，会形成气流，产生空气抽吸。

为了解决空气抽吸的问题，可以考虑以下措施：1.在隧道出入口设置风帘，减少空气流动。

通过设置风帘，可以减少隧道出入口的气流，减轻空气抽吸现象，并减少对列车运行的干扰。

2.通过改善列车的车身结构，减小空气抽吸效应。

合理设计列车的车身形状，采用减阻设计，可以降低空气抽吸的强度，减少对列车运行的影响。

此外，高速列车通过隧道时还会面临阻力增加和噪音扩大的问题。

1.优化隧道的设计和施工工艺，减小阻力。

通过合理设计隧道的几何形状和采用光滑的内壁材料，可以减小列车运行时的阻力，提高列车的运行效率。

2.在隧道内部设置噪音吸收层，减少噪音的传播。

通过在隧道内部设置吸音材料，可以有效减少列车行驶产生的噪音，提高隧道的环境舒适性。

综上所述，高速列车通过隧道时会产生一系列的空气动力学效应，包括气压波、空气抽吸、阻力增加、噪音扩大等问题。

为了解决这些问题，需要采取合理的技术措施，包括隧道出入口结构设计、风帘设置、车身结构优化、隧道设计和施工工艺优化、噪音吸收层的设置等。

通过这些措施的应用，可以减轻空气动力学效应的影响，提高高速列车通过隧道的安全性和舒适性。

长距离高速铁路建设中的空气动力学问题研究

长距离高速铁路建设中的空气动力学问题研究随着科技的不断发展，高铁在我国的交通领域中得到了广泛应用。

长距离高速铁路的建设，不仅为我国的经济和交通发展注入了新的活力，而且对于提高人们的生活质量也起到了积极的促进作用。

然而，在长距离高速铁路建设中，空气动力学问题是一个十分重要的研究方向与问题，它关系到铁路的运行安全和舒适性。

本文将从空气动力学问题的概念、影响因素、建模模拟与优化设计等方面对相关问题进行探讨。

一、空气动力学问题的概念与影响因素空气动力学问题是指高速列车在通过隧道，桥梁，特殊地形区域或直线、转弯、坡度、速度等变化的区域时，所面临的空气阻力、巨大风力、涡流以及不稳定气流等现象，从而影响列车的安全和舒适性。

在空气动力学过程中，影响因素主要有气体物理性质、列车速度、气流流向与布局、横风以及气温、空气湿度等条件。

高铁列车在行驶过程中，与空气相互作用，会产生剧烈的涡流，不同地区的气流阻力和巨大风力也会对列车的稳定性和安全性产生很大的影响。

二、建模模拟与优化设计如何对空气动力学问题进行建模模拟，并通过优化设计提高列车的稳定性和安全性，是目前相关领域的研究热点。

1、空气动力学建模模拟目前，许多研究人员采用计算流体力学的方法进行建模模拟，利用先进的计算机技术对列车运行过程中的涡流、气流等物理现象进行精确模拟。

通过数值模拟分析，可以获得高铁列车的气动特性、空气动力学参数等相关信息，为优化设计提供参考依据。

2、优化设计在实际的工程设计过程中，研究人员需要对列车的外形、结构、气动力学参数等进行优化设计，从而提高高铁列车的运行稳定性和安全性。

在设计中最基本的思想是降低阻力，减轻气动力学效应的影响，提高列车的稳定性。

常用的优化手段包括:（1）改变列车外形结构，减小头部阻力，降低涡流的产生；（2）通过空气流场改善设计，如前后引流，侧向引流等方式，减小阻力，提高稳定性；（3）采用对称性设计，使列车前后气流分布均匀，减小气流的扰动。

高速列车隧道的空气动力学效应及解决措施

高速列车隧道的空气动力学效应及解决措施【提要】：随着轨道交通的高速化，列车高速运行对人员和环境的影响越来越明显。

本文主要针对高速列车通过隧道所产生的各类空气动力学问题，对国内外高速隧道的舒适度指标、阻塞比进行对比，分析各类空气动力学指标的取值情况，并详细论述了降低空气动力学效应影响的各类措施。

【关键词】：高速列车隧道空气动力学Abstract:Inthewakeofhighspeedtendencyofrailtransit,h ighspeedtrainhasexertedmoreapparentimpactsonpersonne landenvironment.Thispaperchieflyanalysesvariouscateg oriesofaerodynamiccriteriasettingsupagainstcomfortne sscriteriaandblockrate,prevailingindomesticandforeig nhighspeedrailwaytunnels,intermsofvariousaerodynamic problemscausedbyhighspeedtrainpassthroughinthetunnel ,aswellasgivesadetaileddiscussiononvariouscountermea suresputagainstinfluencescausedbyreducedaerodynamice ffect.Keywords:highspeedtrain，tunnel，aerodynamics.1 高速列车隧道空气动力学效应高速列车进入隧道后将隧道内原有的部分空气排开，由于空气粘性和隧道内壁、列车外表面摩阻力的存在，被排开的空气不能象明线空气那样及时、顺畅地沿列车周侧形成绕流，列车前方的空气受到压缩，而列车尾部进入隧道后会形成一定的负压，因此产生了压力波动过程。

高速铁路隧道减少空气动力学效应的措施

高速铁路隧道减少空气动力学效应的措施高速铁路隧道减少空气动力学效应的措施可以分为以下几点：
（1）对隧道进行外部增压，改善隧道内的流动状态，减少空气动力学效应；
（2）在隧道顶部设置横风吸风口，采用安装叶片的结构，可以改善隧道内的气流状态，减少空气动力学效应；
（3）空气动力学中通风设计也有一定的作用，利用管道布置合理的空气交换机，可以减少隧道内的空气动力学效应；
（4）建立隧道内的实时监测系统，实时反馈隧道内的流动状态，根据监测结果及时调整管理措施，实时监测，有助于减少空气动力学效应；
（5）利用技术手段，控制隧道内的流量，在必要的情况下，可以使用排气阀等设备，对空气进行控制，从而减少空气动力学效应。

流体力学结课论文：空气动力学在高速铁路建设中的应用研究[大全5篇]

流体力学结课论文：空气动力学在高速铁路建设中的应用研究[大全5篇]第一篇：流体力学结课论文：空气动力学在高速铁路建设中的应用研究流体力学结课论文空气动力学在高速铁路建设中的应用研究摘要：我国高速铁路建设正处于上升期，高铁建设中遇到的问题也越来越多，相关理论研究对于高铁建设的顺利开展意义重大。

本文通过对空气动力学的学习研究，初步认识和了解了空气动力学在高速铁路隧道建设中的应用，对流体力学对于土木工程的重要性有了更进一步的认识。

关键词：土木工程高速铁路隧道空气动力学流体力学1前言哈大高速铁路是国家“十一五”规划的重点工程，被纳入国家《中长期铁路网规划》。

哈大高铁指在中国黑龙江省哈尔滨市与辽宁省大连市之间建设的高速客运专用铁路，于2007年8月23日正式开工建设，2012年12月1日正式开通运营。

哈大客运专线(高铁)是我国中长期铁路规划中“四纵四横”高速铁路网的“一纵”，是京哈高铁的重要组成部分，通车后将成为世界上第一条投入运营的穿越高寒地区的高速铁路。

流体力学在土木工程中应用广泛，而在高速铁路的建设过程中，流体力学的重要分支空气动力学则起到了极为重要的作用。

我国高速铁路建设正处于上升期，高铁建设中遇到的问题也越来越多，相关理论研究对于高铁建设的顺利开展意义重大。

2空气动力学简介空气动力学是流体力学的一个分支，它主要研究物体在同气体作相对运动情况下的受力特性、气体流动规律和伴随发生的物理化学变化。

它是在流体力学的基础上，随着航空工业和喷气推进技术的发展而成长起来的一个学科。

最早对空气动力学的研究，可以追溯到人类对鸟或弹丸在飞行时的受力和力的作用方式的种种猜测。

17世纪后期，荷兰物理学家惠更斯首先估算出物体在空气中运动的阻力；1726年，牛顿应用力学原理和演绎方法得出：在空气中运动的物体所受的力，正比于物体运动速度的平方和物体的特征面积以及空气的密度。

这一工作可以看作是空气动力学经典理论的开始。

1755年，数学家欧拉得出了描述无粘性流体运动的微分方程，即欧拉方程。

城轨交通快线区间空气动力学效应缓解研究

论坛园地作者简介：邓永忠（1982—），男，高级工程师城轨交通快线区间空气动力学效应缓解研究邓永忠（深圳地铁建设集团有限公司，广东深圳 518026）为应对地铁客运量的大幅增加，提高地铁的通过能力，一般可通过加大车辆编组数和提高列车运行速度及密度等2种方法进行。

提高列车运行速度的主要措施是建立以地铁快线为主要特征的快速轨道交通系统。

目前国内外东京、巴黎、旧金山、香港、广州、深圳、成都等城市修建了不同数量的快车线。

随着列车运行速度的提高，列车通过地下区间隧道时诱发的空气动力学效应将会加剧，引起一系列列车在低速运行时不显著的空气动力学问题。

列车在区间隧道中运行，前方的空气受到压缩，列车后方则形成一定的负压，这就产生了一个压力波动，瞬变压力过大就可能造成旅客和司机耳朵不适，降低乘客乘车舒适度。

采取经济合理有效的措施减缓这种空气动力学效应带来的不良影响，显得非常有必要。

摘要：随着城市轨道交通快线的发展，地下区间空气动力学效应问题越来越凸显。

文章探讨空气压力波影响下乘客乘车舒适度标准，分析空气动力学效应减缓措施；结合深圳地铁14号线的具体情况，对各种措施工况进行计算分析，拟定合理的区间断面，并结合区间联络通道设置泄压风管、优化运行阶段活塞风井面积等措施，减缓空气动力学效应带来的不利影响，为后期轨道交通快线的设计提供参考价值。

关键词：城市轨道交通；快线区间；空气动力效应；减缓措施中图分类号：U1211 工程概况深圳地铁14号线串联福田中心区、清水河、布吉、横岗、龙岗大运新城、坪山中心区、坑梓、沙田等区域，是联系深圳中心区与东部组团的轨道交通快线，是支撑深圳东部发展轴的轨道交通骨干线，是支持深圳东进战略实施的重要交通保障。

本线设计速度120 km/h ，线路全长50.3 km ，全部采用地下线敷设方式。

全线设站18座，平均站间距2.91 km 。

全线设置1座车辆基地和1座停车场，车辆采用A 型车8辆编组。

2 空气压力波舒适度标准2.1 空气压力波产生的原因及影响当列车进入隧道的时候，列车前方的隧道空气将被推入隧道深处，这个活塞效应会将列车头部的空气压缩。

动车组穿越隧道空气动力特性分析

动车组穿越隧道空气动力特性分析摘要：随着列车速度的提高，列车与空气的相互作用变得十分强烈。

在实际的车辆开发研究过程中，随着列车的提速，如何有效地利用空气动力学特性变得愈来愈重要。

本项目对200km/h动车组穿越隧道空气动力特性进行数值分析研究。

通过数值计算，分析流动现象、研究流动机理、积累空气动力学资料，为系统开展高速列车空气动力学研究奠定基础。

关键词：空气动力学；隧道；动车组一、前言列车高速通过隧道引起的空气动力学效应对列车运行的安全性、经济性和旅客乘坐的舒适性及隧道周围环境均有不良影响，是高速列车和高速铁路隧道设计中必须解决的关键技术问题。

本项目研究的主要内容是建立列车穿越隧道的三维计算模型，对其空气流场进行数值计算，研究列车在隧道中的空气阻力变化、列车尾流运动状况、列车表面静压随时间变化以及隧道表面压力随时间的变化规律等。

二、算法原理列车以高速进入隧道时，由于其对空气的挤压和隧道壁面对气流流动的限制，会在隧道内形成系列的压缩波和膨胀波，这些波的传播和相互的干扰使隧道内的空气压力和列车车体上的压力随时间波动，即呈现较强的非定常性、可压缩性。

随着高速列车进入隧道，气动力发生剧烈变化，因此，列车的稳定性和性能都与通常按照明线行驶的运行速度设计的设计工况产生偏离。

通过应用三维、可压缩、非定常的N-S方程考虑移动的列车与固定的隧道之间的相对运动，选用双方程湍流模型进行隧道问题湍流运动的计算，采用有限体积法中常用的SIMPLE求解离散方程组，对流项的离散格式采用二阶迎风格式[1]。

三、计算模型描述在计算流体动力学研究领域，计算模型没有必要完全模拟动车组的真实情况，可以抓住主要矛盾对列车某些结构尤其是车体底部进行简化。

去掉受电弓、转向架及车底的一些细小设备，对车体底部进行光滑处理；列车计算模型取二车编组，即：动力车+动力车，车辆之间以外风挡连接。

由于中间车辆截面形状不变，当气流流过车头一定距离后，绕流边界层的结构已趋于稳定[2]。

地铁隧道风机能效研究报告

图１ＮＸＴ１７Ｒ型ＴＶＦ风机流量—效率图
图２ＮＸＴ１７Ｒ型ＴＶＦ风机叶片角度—效率图图１为隧道风机流量—效率图，从图中可以看出Ｎ－Ｏ１６Ａ和Ｎ－Ｏ１８Ａ两种机型效率随流量的增加出现了先升高后降低的趋势，风机效率在两种机型流量分别为３０．９３ｍ３／ｈ和４４．０５ｍ３／ｈ达到最高值，为７５．１％。从效率最高点到效率最低点，效率下降了１５．４５％，两种机型流量分别下降１７．０２％和１７．２９％。图２为风机叶片安装角度—能效图，从图中可以看出，风机效率随叶片安装角度出现了升高后趋于平缓的趋势。安装角度为２２°时Ｎ－Ｏ１６Ａ机型效率最高，为７２．６８％；安装角度为２８°时Ｎ－Ｏ１８Ａ机型效率最高，为６５．４９％。
１５１
机械化工
科技风２０２０年７月
图９ｖｏｉｔｈ风机实物图
图１０ｖｏｉｔｈ风机实物图（１）不同叶片翼型能效分析。ＴＶＦ风机要保证在正转和反转工况下都具有相同或相近的风机性能，故对其叶片的翼型就有着特殊的要求———在正向和逆向送风时，翼型都能提供良好的气动性能。根据地铁可逆轴流通风机翼型的使用要求，常用的翼型有３种常见形式：Ｓ形机翼翼型、Ｓ形圆弧板翼型和平直板翼型。本文对这３种常用翼型进行了流场数值模拟计算，通过对比分析，确定采用哪一种翼型更适合地铁可逆转轴流通风机。
经过以上对比分析可以看出，Ｓ形机翼翼型流动性能最好，流动损失最小，效率最高，总体性能最好。Ｓ形圆弧板翼型流动性能居中，平直板翼型流动性能最差。因此，Ｓ形机翼翼型更适合地铁可逆转轴流风机采用。
（２）不同轮毂比能效分析。由于地铁隧道在日常通风、列车阻塞与火灾排烟时叶轮需正反转都能运转，并且正反转两个工况风机的流量Ｑ与全压Ｐ要基本保持一致。因此，风机结构设计上只能采用叶轮前后无导叶的单独叶轮级的设置。

高速列车空气动力学特性与减阻技术研究

高速列车空气动力学特性与减阻技术研究高速列车的发展已经成为现代交通领域的热点之一。

高速列车不仅能够提供高速、高效、安全的交通服务，还能有效缓解交通拥堵、改善出行体验。

在高速列车的研发过程中，空气动力学特性和减阻技术是两个关键问题。

首先，空气动力学特性对高速列车的运行效果和能耗起到至关重要的影响。

空气动力学主要研究列车与空气流动之间的相互作用。

列车在高速运行时，空气会对列车产生阻力，而阻力的大小直接影响列车的能耗和运行速度。

因此，研究高速列车的空气动力学特性是为了减小阻力、提高列车速度和降低能耗的关键。

其次，为了降低空气动力学阻力，减阻技术成为高速列车发展中的重要环节。

减阻技术的目标是通过改变列车外形、减少空气流动与列车的接触面积，降低空气阻力。

常见的减阻技术包括车体流线型设计、涂覆降阻液体、减少尾流等。

这些技术在降低空气阻力的同时，还能够提高车体的稳定性和降低噪音。

在高速列车的空气动力学特性研究中，通过数值模拟和实验测试相结合的方式，可以获得较准确的结果。

数值模拟利用计算流体力学（CFD）方法，通过对列车周围空气流动进行模拟，可以得到列车的阻力系数和气动力矩等关键参数。

而实验测试则通过在风洞中对小比例模型或实际列车进行试验，测量气动力数据以验证数值模拟结果的准确性。

通过这两种方式的配合，可以全面了解高速列车的空气动力学特性。

针对高速列车减阻技术的研究，需要充分考虑列车外形、运行速度、重量等因素，并结合实际工程应用进行优化设计。

例如，在车体流线型设计方面，通过合理的外形优化和纠正设计，可以降低阻力系数，减小空气阻力；在涂覆降阻液体方面，选用具有减阻效果的液体涂覆在列车表面，形成一层减阻膜，可以降低摩擦阻力；减少尾流方面，可以通过设计尾部翼型和尾翼，改变尾流的分布，减小尾流对后续列车产生的扰动。

这些技术的研究和应用，将有效降低高速列车的能耗并提高运行效率。

除了空气动力学特性和减阻技术，高速列车的其他方面也需要进一步研究和优化。

复杂艰险山区高速铁路隧道群空气动力学效应及缓解措施

ＴＡＯＷｅｉｍｉｎｇ，ＷＵＪｉａｎ，ＳＨＩＸｉａｎｍｉｎｇ．ＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃＥｆｆｅｃｔｓａｎｄＡｌｌｅｖｉａｔｉｖｅＭｅａｓｕｒｅｓｏｆＨｉｇｈＳｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙＴｕｎｎｅｌＧｒｏｕｐｉｎＣｏｍｐｌｅｘａｎｄＤａｎｇｅｒｏｕｓＭｏｕｎｔａｉｎｏｕｓＲｅｇｉｏｎｓ［Ｊ］．ＨｉｇｈＳｐｅｅｄＲａｉｌｗａｙＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，２０２０，１１（２）：８０－８６．
复杂艰险山区高速铁路隧道群空气动力学效应及缓解措施
陶伟明１吴剑２史宪明２
（１．中铁二院工程集团有限责任公司，成都６１００３１；２．中铁西南科学研究院有限公司，成都６１１７３１）
摘要：为解决复杂艰险山区高速铁路隧道群设计难题，本文从压力波动、空气阻力和微气压波几方面入手，明确了隧道群空气动力学效应与单个隧道的差异，阐述了隧道群空气动力学效应的变化规律，提出了相应的缓解措施以及隧道群连接明洞的设置原则。研究结果表明，隧道群空气动力学效应与单个隧道在微气压波方面的差异最大，在条件适宜的情况下，应考虑采用连接明洞的方式缓解隧道群空气动力学效应。同时，本文建议制定适合中国国情的隧道群复合型耳膜舒适度标准和微气压波标准，并在确定隧道群缓冲结构、横通道等结构设计参数时，重视数值模拟所发挥的指导作用。关键词：高速铁路；隧道群；压力波动；空气阻力；微气压波；缓解措施中图分类号：Ｕ４５１＋３文献标志码：Ａ
２０２０年４月第１１卷第２期
高速铁路技术ＨＩＧＨＳＰＥＥＤＲ编号：１６７４—８２４７（２０２０）０２—００８０—０７ＤＯＩ：１０．１２０９８／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４－８２４７．２０２０．０２．０１３
Ｎｏ．２，Ｖｏｌ．１１Ａｐｒ．２０２０
84图7明线间距50m隧道群距隧道出口20m处的微气压波峰值图表7列车方面减缓空气动力学效应的技术措施及其优缺点表减缓措施减缓作用优点缺点降低列车速度减小隧道内压缩波程度波前压力梯度及活塞风强度减小列车通过密度避免隧道内气压波的叠加提高列车密封性能降低车内气压波动减小车体横断面积减小阻塞比改善车头形状增加压缩波上升时间降低波前梯度增加车体平滑性减小车体表面摩擦不用增加土建费用影响高速铁路运营能力降低运营收益增加列车生产的技术难度和成本表8隧道方面减缓空气动力学的技术措施及其优缺点表减缓措施减缓作用优点缺点增大隧道有效净空减小隧道内压缩波程度波前压力梯度及活塞风强度降低对列车牵引能力的要求节约运营成本增加建设成本设置洞口缓冲结构有效降低列车刚进入隧道时的压缩波波前压力梯度最大值成本较高可能在列车驶出隧道时增大车内乘客的不适感设置辅助坑道对隧道内的压力波形成局部反射设置辅助坑道尤其是竖井有可能减小隧道设计断面降低建设成本

关于地铁快线穿山段隧道通风系统配置的研究

关于地铁快线穿山段隧道通风系统配置的研究地铁列车在隧道内高速行驶通过面积突变处时，引起的空气动力学现象主要是压力波，其是造成列车内司乘人员耳鸣、耳痛等不适问题的直接原因，为减小地铁隧道压力波的影响，应采取措施以保证舒适度；与此同时，还应考虑地铁隧道穿山段的防灾。

广州地铁二十一号线为最高时速为120km/h的高速轨道交通线路，区间盾构标准断面5.4m，长平～金坑区间穿山段长度2.7km，文章根据线路资料、列车资料、行车追踪情况及其他边界条件，运用SES-V4.1地铁环境模拟计算程序进行模拟计算，对穿山段压力变化率及防灾模式进行研究，形成了合理的工程设计方案并指导工程实施。

标签：地铁隧道；穿山段；防灾；压力变化率；缓解措施1 介绍广州市轨道交通二十一号线工程（员村-增城广场），整个工程初期全长约60.9公里，其中地下线路全长约38.5公里，穿山隧道约6公里，地上线路长约16.4公里，全程共设有20座车站，其中，地下车站有16座，4座高架车站，沿途共设置有7座换乘车站。

平均站间距约3.03km，最大站间距7.672km，为朱村至象岭区间，最小站间距1.243km，为黄村至世界大观区间。

全线设置一段两场，在萝岗区水西村南侧设水西停车场，在增城市山田村东侧设象岭停车场，在萝岗区与增城交界处，镇龙站北侧设镇龙车辆段。

二十一号线工程采用快慢车组合运营模式，车辆采用B型车6辆编组，最高运行时速能达到120km/h。

其中，在整个轨道交通沿线的挖掘中，所使用的盾构挖掘设备的直径为 5.4m，在长平～金坑区间穿山段长度2.7km。

地铁列车在地下或隧道中进行高速行驶时，会对隧道内的空气进行压缩，尤其是在隧道内的横截面积突变处所造成的空气压力波会造成列车内的成员产生耳鸣、耳痛等影响正常乘坐的问题，通过对铁路沿线及列车资料进行分析后并运用SES-V4.1地铁环境模拟计算程序进行模拟计算，对穿山段压力变化率及防灾模式进行研究，形成了较为合理的轨道工程施工方案。

高速列车空气动力学特性研究与优化设计

高速列车空气动力学特性研究与优化设计随着科技的发展和人们对交通出行的需求不断增长，高速列车作为一种重要的运输方式，正逐渐成为城市之间快速连接的重要交通工具。

然而，由于高速列车运行速度较快，空气动力学对其运行稳定性和安全性有着重要影响。

因此，研究高速列车的空气动力学特性，并进行优化设计，对于提高列车的运行效率和安全性具有重要意义。

首先，对高速列车的空气动力学特性进行研究是优化设计的基础。

空气动力学是研究运动物体在空气中受到的作用力和运动规律的学科。

在高速列车运行过程中，空气对列车的阻力和气动力会对列车的运行产生影响。

因此，研究列车在不同速度和不同运行状态下受到的气动力是了解列车空气动力学特性的关键。

其次，通过研究高速列车的空气动力学特性，可以进行优化设计。

优化设计是通过对系统进行综合分析和研究，以提高系统的效能和性能，达到满足要求的目标。

在高速列车的优化设计中，可以通过优化列车外形和减小阻力，来降低列车的能耗和运行成本。

同时，优化列车的气动性能，可以提高列车的稳定性和安全性。

为了研究高速列车的空气动力学特性，科学家和工程师们进行了大量的实验和数值模拟。

实验方面，可以通过风洞实验来模拟列车在不同速度下受到的气动力，并通过测量阻力和气动力来得到相应的数据。

数值模拟方面，可以借助计算流体力学（CFD）方法来模拟列车在不同工况下的空气动力学特性，并进行参数优化和设计改进。

通过对研究和实验结果的分析，可以得到高速列车的空气动力学特性。

例如，随着列车速度的增加，气动阻力也会相应增加。

因此，在设计高速列车时，需要考虑减小列车外形的阻力，采用流线型的设计来减少空气阻力的产生。

另外，通过改变列车车体表面结构，可以减小阻力，提高列车的速度和运行效率。

除了研究和优化列车的空气动力学特性，还需要考虑列车与周围环境的相互作用。

例如，在高速列车通过隧道或桥梁时，会产生压力波和空气挤压效应，对列车和周围环境产生一定的影响。

因此，在设计高速列车时，需要结合隧道和桥梁的气动特性，以保证列车的运行安全。

轨道交通列车空气动力学与噪声控制的综合优化

轨道交通列车空气动力学与噪声控制的综合优化随着城市的发展和人口的增加，轨道交通成为现代都市中不可或缺的一部分。

然而，随之而来的问题就是列车空气动力学和噪声污染。

为了改善乘客的出行环境和保护周围居民的生活质量，轨道交通列车的空气动力学特性和噪声控制成为了研究的重点。

首先，对于轨道交通列车的空气动力学特性的优化可以通过多种方式实现。

一方面，列车的外形设计是关键。

通过减小列车的阻力，可以降低能耗和空气产生的噪声。

运用流体力学数值模拟方法，可以对列车外形进行优化，使得列车在高速行驶时，空气流动更加平稳，从而减小阻力和噪声。

另一方面，优化车体的进气和出气通道，可以提高列车内部的通风效果。

合理设计通风孔位和通风系统，可以降低车厢内的湿度和温度，提高乘客的舒适度。

其次，噪声控制是改善轨道交通列车乘坐环境的重要措施。

轨道交通列车噪声主要来自于机械设备的振动和空气的流动引起的噪声。

为了降低噪声污染，可以从列车制动系统、车轮与轨道的接触、列车运行时的气动噪声等方面入手。

通过研发新型的列车制动装置，减小列车制动时刹车盘和轮轴之间的摩擦，可以有效降低列车制动噪声。

同时，对列车车轮和轨道的接触进行优化设计，减少摩擦带来的振动和噪声。

此外，通过改善列车的气动外形设计，减小列车在高速行驶时产生的气动噪声，也是降低噪声污染的有效方式。

另外，轨道交通列车的综合优化也需要考虑乘客的舒适度和列车的节能减排。

为了提高乘客的舒适度，可以优化列车的悬挂系统和减震设备，减少列车在运行过程中产生的振动和颠簸。

同时，采用先进的隔音材料、隔音结构和隔音技术，可以有效减少列车内部噪声的传播。

而为了实现节能减排，可以运用智能化的列车调度系统，优化列车的运行速度和停站时间，降低列车的能耗和排放。

综上所述，轨道交通列车的空气动力学特性和噪声控制是实现列车综合优化的关键方面。

通过优化列车的外形设计、优化气动通道、改进噪声控制装置等手段，可以提高列车的空气动力学特性和降低噪声污染。

城市快速轨道交通空气动力学相关问题探讨

城市快速轨道交通空气动力学相关问题探讨
吴炜;高慧翔;彭金龙
【期刊名称】《都市快轨交通》
【年(卷),期】2011(024)002
【摘要】随着城市轨道交通的快速发展,其设定的最高速度目标值突破了现行地铁相关规范最高速度的适用范围,许多在低速时可以忽略的空气动力学现象在快速时就变得不容忽视.结合目前的隧道阻塞比,给出城市快速轨道交通所出现的由空气动力学效应引起的相关现象,并结合地铁自身特点进行定性分析,提出相应的减缓措施,以期对进一步的研究提供参考方向,对类似工程有所帮助.
【总页数】5页(P63-67)
【作者】吴炜;高慧翔;彭金龙
【作者单位】中铁二院工程集团有限责任公司地下铁道设计研究院,成都,610031;中铁二院工程集团有限责任公司地下铁道设计研究院,成都,610031;中铁二院工程集团有限责任公司地下铁道设计研究院,成都,610031
【正文语种】中文
【中图分类】U121
【相关文献】
1.室内空气品质及相关问题探讨 [J], 彭荣贤
2.环境空气自动监测方法检出限相关问题探讨 [J], 邹强;丁铭;丁黄达;张晓华;姚玉刚
3.东莞市城市快速轨道交通R2线车辆选型关键问题探讨 [J], 李剑虹;徐吉庆
4.空气自动监测多点校准过程中相关问题探讨 [J], 宋福明;吴斌
5.环境空气连续自动监测系统性能审核相关问题探讨 [J], 方方
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

地铁列车通过隧道时的气动性能研究

地铁列车通过隧道时的气动性能研究
徐世南;张继业;熊骏;孟添
【期刊名称】《城市轨道交通研究》
【年(卷),期】2016(019)009
【摘要】列车通过隧道时引起的空气动力效应会对列车运行的安全性、乘客乘坐的舒适性等产生不良影响.基于列车空气动力学理论,采用计算流体力学软件FLUENT对某型号地铁车辆通过最不利长度隧道时的空气动力学性能进行数值模拟,得到并分析了地铁列车和隧道壁面监测点的压力时程曲线和分布特征.研究表明:车体表面压力峰峰值、3s内车内压力波动最大值及隧道内附属物压力峰峰值,与列车速度的平方近似成线性关系;隧道断面净空面积越小,车体承受的压力越大;地铁列车通过隧道时需限速,以达到人体舒适性评价标准.
【总页数】6页(P99-104)
【作者】徐世南;张继业;熊骏;孟添
【作者单位】西南交通大学牵引动力国家重点实验室,610031,成都;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,610031,成都;西南交通大学牵引动力国家重点实验
室,610031,成都;西南交通大学牵引动力国家重点实验室,610031,成都
【正文语种】中文
【中图分类】V211
【相关文献】
1.120 km/h地铁盾构隧道列车空气动力学效应数值模拟研究 [J], 苏江
2.加减速时地铁列车隧道气动性能研究 [J], 刘冬雪;蒋雅男;杨明智
3.强横风下列车出隧道时的瞬态气动性能 [J], 苗秀娟;张雷;李志伟;高广军;曾祥坤
4.横风下高速列车驶入隧道时瞬态气动性能研究 [J], 邓锷; 杨伟超; 尹荣申; 张平平
5.高速列车通过隧道时的气动特性研究 [J], 徐伟;杨翊仁;张明禄;鲁丽
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

高速模式下地铁隧道空气动力学效应断面优化分析

高速模式下地铁隧道空气动力学效应断面优化分析
刘俊;车轮飞
【期刊名称】《暖通空调》
【年(卷),期】2016(046)005
【摘要】采用三维数值模拟方法和动网格技术对地铁列车以高速通过不同断面地铁隧道时的空气动力学效应进行了分析，得到了车体表面的压力变化情况，由车外压力换算得到了车内压力。

参考美国地铁压力舒适度标准选取了最优断面；针对单体隧道和普通区间隧道2种情况，给出了时速100～140 km／h时不同动态密封指数下，B型和A型地铁列车的隧道空气动力学效应断面优化取值，可供城市高速地铁隧道设计参考。

【总页数】7页(P1-6,16)
【作者】刘俊;车轮飞
【作者单位】中铁第四勘察设计院集团有限公司;中铁第四勘察设计院集团有限公司
【正文语种】中文
【相关文献】
1.空气动力学效应作用下高速铁路隧道细观力学数值模拟 [J], 马云东;李博;范斌
2.快速地铁隧道空气动力学效应研究 [J], 吴炜;彭金龙
3.关于广州地铁隧道空气动力学效应缓解措施的研究 [J], 林世生
4.高速列车通过短隧道群空气动力学效应分析 [J], 汪超;薛齐文
5.复杂艰险山区高速铁路隧道群空气动力学效应及缓解措施 [J], 陶伟明; 吴剑; 史宪明
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

关于广州地铁隧道空气动力学效应缓解措施的研究

关于广州地铁隧道空气动力学效应缓解措施的研究
林世生
【期刊名称】《隧道建设》
【年(卷),期】2013(033)008
【摘要】地铁列车高速通过中间风井以及多次在地下线路与高架线路间转换,引起车厢内压力波动,降低了乘车的舒适性.文章总结r其他国家制定的地铁或高速铁路
不同的人体舒适度压力控制标准和国内的地铁压力舒适度的相关研究,采用地铁环
境模拟计算软件SES 4.1,对广州地铁14号线列车线路在隧道运行时不同列车时速、不同的隧道断面、不同渐扩段长度等情况下通过隧道洞口及中间风井时车头的压力波动及压力舒适度进行计算分析,提出对于高速地铁可在常规盾构隧道断面入洞口
处和中间风井处设置一定长度及规模的渐扩段,同时结合行车组织的压力缓解措施
的设计建议,这些措施在广州地铁14号线、21号线、南京机场线等工程设计中已
进行应用,具体效果有待线路开通后进行实测验证.
【总页数】9页(P650-658)
【作者】林世生
【作者单位】广州地铁设计研究院有限公司,广东广州510010
【正文语种】中文
【中图分类】U455
【相关文献】
1.高速模式下地铁隧道空气动力学效应断面优化分析 [J], 刘俊;车轮飞
2.快速地铁隧道空气动力学效应研究 [J], 吴炜;彭金龙
3.高速铁路隧道空气动力学效应变化规律与设计方法研究 [J], 吴剑; 王建宇; 万晓燕; 史宪明
4.复杂艰险山区高速铁路隧道群空气动力学效应及缓解措施 [J], 陶伟明; 吴剑; 史宪明
5.城轨交通快线区间空气动力学效应缓解研究 [J], 邓永忠
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

隧道空气动力学效应调研报告--邓锷

隧道空气动力学效应调研报告一、概念的提出随着世界各国高速铁路的飞速发展，我国高速铁路建设正进入一个黄金发展时期,京津城际客运专线,胶济客运专线,武广客运专线等相继投入运营。

由于我国山岭众多及高速铁路的平顺性要求,不可避免的会修建大量的隧道,高速列车在隧道内运行时的空气动力学效应（以下简称气动效应）问题随之而来。

由于隧道空间的半封闭性,当列车由空阔地带高速驶入隧道时,车体附近的空气被迅速排开,空气的粘性以及隧道壁面和列车表面的摩阻作用使得被排开的空气不能像在空阔区域一样及时、顺畅地沿列车两侧和上部流动,列车前方的空气被压缩,空气压强骤然增大而形成压缩波,并以声速向四周传播[1]。

这种冲击波会对隧道内的附属物如接触网悬挂设备,信号、照明设备等悬挂设备产生的一定的冲击力,这种冲击力的作用时间相对较短,但是这是一种反复作用的冲击,容易造成附属结构物的疲劳损伤,使用性能下降,从而对附属设施的使用寿命产生影响。

高速铁路压力波的数值与列车速度的平方近似成正比,因此与普速铁路隧道相比,这种反复作用的冲击力对设备的影响要大得多。

二、隧道气动效应存在的主要问题由于高速列车的速度一般都在200km/h以上,也就是说,马赫数将达到0.17以上,属亚音速范围,由此引发的隧道空气动力问题一直困扰着行车安全和进一步提高列车速度的关键问题之一,国内外对此进行了大量的研究,其中包括如下几个方面:2.1 洞口微气压波问题当初始压缩波传播到隧道口的时候,一部分被隧道出口反射,向隧道入口处传播,另一部分则直接向隧道外辐射,形成微气压波,在隧道洞口形成爆破噪声,轻者会造成环境污染,严重时会影响洞口的建筑物,特别是日本等地高速铁路洞口附近经常有居民住宅,部分新干线通车后造成了住宅窗户玻璃破碎事故。

为此日、德、美等国进行了大量的研究,特别是小迟智和Howe等人对此进行了详细的理论推导[2],目前国内外提出了在洞口建缓冲结构、隧道内建浅支洞、增大隧道断面积等一系列措施,有效地缓解了洞口微气压波的危害,目前这些措施都已在国内新建的京沪、武广、郑西、石太等客运专线中成功应用。

1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。

关键词：地铁隧道；空气动力学效应；压力舒适度；地铁环境模拟计算程序ＳＥＳ；隧道洞口；中间风井；渐扩段
ＤＯＩ：１０．３９７３／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７２— ７４１Ｘ．２０１３．０８．００５
中图分类号：Ｕ４５５
文献标志码：Ａ
文章编号：１６７２—７４１Ｘ（２０１３）０８— ０６５０— ０９
ＳｔｕｄｙｏｎＡｅｒｏｄｙｎａｍｉｃＥｆｆｅｃｔＭｉｔｉｇａｔｉｏｎＭｅａｓｕｒｅｓｆｏｒ
ｔｒａｉｎｓａｎｄｈｉｇｈ— ｓｐｅｅｄｔｒａｉｎｓｄｅｖｅｌｏｐｅｄｉｎｆｏｒｅｉｇｎｃｏｕｎｔｒｉｅｓａｎｄｒｅｌａｔｅｄｓｔｕｄｉｅｓｍａｄｅｉｎＣｈｉｎａａｒｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｄ．ＡｍｏｄｅｌｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄｂｙｍｅａｎｓｏｆＳＥＳ４．１Ｍｅｔｒｏｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｓｏｆｔｗａｒｅ，ａｎｄｔｈｅｌｕｆｃｔｕａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅａｔｔｈｅｔｒａｉｎｈｅａｄａｎｄｔｈｅｐａｓｓｅｎｇｅｒ’ Ｓｃｏｍｆｏｒｔｄｅｇｒｅｅｗｈｅｎｔｈｅｔｒａｉｎｐａｓｓｅｓｔｕｎｎｅｌｐｏｒｔａｌｓａｎｄｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎｓｈａｔｓｆ
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ’ Ｓｃｏｍｆｏｒｔｄｅｇｒｅｅｉｓｒｅｄｕｃｅｄｄｕｅｔｏｔｈｅｐｒｅｓｓｕｒｅｌｕｆｃｔｕａｔｉｏｎｉｎｔｈｅｃａｒｗｈｅｎｔｈｅｔｒａｉｎｆｒｅｑｕｅｎｔｌｙ
第３３卷第８期２０ｌ３年８月
窿篷谨
ＴｕｎｎｅｌＣｏｎｓｔ．８
Ａｕｇ．２０１３
关于广州地铁隧道空气动力学效应缓解措施的研究
林世生
（广州地铁设计研究院有限公司，广东广州５１００１０）
ｐａｓｓｅｓｔｈｅｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｖｅｎｔｉｌａｔｉｏｎｓｈａｔｆｓａｎｄｔｕｎｎｅｌｐｏｒｔａｌｓ．Ｐａｓｓｅｎｇｅｒ ’ ＳｃｏｍｆｏｒｔｄｅｇｒｅｅｃｏｎｔｒｏｌｓｔａｎｄａｒｄｓｆｏｒＭｅｔｒｏ
摘要：地铁列．年＝高速通过中间风井以及多次在地下线路与高架线路间转换，引起车厢内压力波动，降低了乘车的舒适性。文章总结ｒ其他国家制定的地铁或高速铁路不同的人体舒适度压力控制标准和国内的地铁压力舒适度的相关研究，采用地铁环境模拟计算软件ＳＥＳ４．１，对广州地铁１４号线列车线路在隧道运行时不同列车时速、不同的隧道断面、不同渐扩段长度等情况下通过隧道洞
ｕｎｄｅｒｔｈｅｃｏｎｄｉｔｉｏｎｏｆｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｒａｉｎｓｐｅｅｄｓ，ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｕｎｎｅｌｃｒｏｓｓ — ｓｅｃｔｉｏｎｄｉａｍｅｔｅｒｓａｎｄｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｒｏｓｓ — ｓｅｃｔｉｏｎｃｈａｎｇｉｎｇ
几及中间风井时车头的压力波动及压力舒适度进行计算分析，提出对于高速地铁可在常规盾构隧道断面入洞口处和中问风井处设
～一
定长度及规模的渐扩段，同时结合行车组织的压力缓解措施的设计建议，这些措施在广州地铁１４号线、２ｌ号线、南京机场线等
』二程设计｝１已进行应用，具体效果有待线路开通后进行实测验证。
ＧｕａｎｇｚｈｏｕＭｅｔｒｏＴｕｎｎｅｌｓ
ＬＩＮＳｈｉｓｈｅｎｇ
（ＧｕａｎｇｚｈｏｕＭｅｔｒｏＤｅｓｉｇｎ＆ＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｇｕａｎｇｚｈｏｕ５１００１０，Ｇｕａｎｇｄｏｎｇ，Ｃｈｉｎａ）