高速铁路隧道洞门对隧道空气动力效应的影响_张雷
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
高速铁路的隧道特点
高速铁路的隧道的特点 高速铁路的隧道设计是由限界、构造尺寸、使用空间和缓解及消减高速列车进入隧道诱发的空气动力学效应两方面的要求确定的。 研究表明，以上两方面要求中，后者起控制作用。当列车进入隧道时，原来占据着空 间的空气被排开。空气的粘性以及气流对隧道壁面和列车表面的摩阻作用使得被排开的空气不能象在隧道外那样及时、顺畅地沿列车两侧和上部流动，列车前方的空气受压缩，随之产 生特定的压力变化过程，引起相应的空气动力学效应并随着行车速度的提高而加剧。 1由于瞬变压力造成乘员舒适度降低，并对车辆产生危害； 2、微压波引起爆破噪声并危及洞口建筑物； 3、行车阻力加大； 4、空气动力学噪声； 5、列车风加剧。 高速铁路进入隧道产生的空气动力学效应是由多种因素所确定的。行车速度，车头和 车尾形状，列车横断面，列车长度，列车外表面形状和粗糙度，车辆的密封性等。隧道净 空断面面积，双线单洞还是单线双洞，隧道壁面的粗糙度，洞口及辅助结构物形式，竖井、斜井和横洞，道床类型等。列车在隧道中的交会等。 列车进入隧道引起的压力变化是两部分的叠加： ①列车移动时从挤压、排开空气到留下真空整个过程引起的压力变化； ②列车车头进入隧道产生的压缩波以及车尾进入隧道产生的膨胀波在隧道两洞口之间来回反射产生的压力变化（Mach波）。 当双线隧道中同时有不同方向列车相向行驶时，叠加所产生的情况则更为复杂。列车 在隧道中运行时（无相向行驶列车）车上测得的最大压力波动发生在第一个反射波到达列车时。Mach波以声速传播，对于长隧道，来回反射的周期相应较长。同时，在反射的过程中能量有所衰减。而对于短隧道，Mach波反射的周期大为缩短。同时，在反射过程中能量损 失也较少，致使压力波动程度加剧。试验表明，压力波动绝对值，并不随隧道长度的减小而减小。因此，对高速铁路中的隧道，有的虽然不长（例如长度在1km左右），其可能引起 的行车时的压力波动仍然不能忽视。但是，当隧道长度短到使列车首尾不能同时在其中时。则Math波的叠加不可能发生，压力波动程度当然随之缓解。当隧道长度为1km时，压力 波动明显加剧，而当隧道长度进一步增大到3km时，压力波动则并无显著加剧，反而有缓 解趋向。列车交会的双线隧道，最不利情况发生在列车交会在隧道中点时。 研究表明：对于压力波动，诸因素中隧道横截面积的影响是最大的。隧道净空断面面积， 或者说，隧道阻塞比是最主要的因素。根据计算分析，提出压力波动与隧道阻塞比之间有下列关系。 3 N 3 kv P 2 max ??单一列车在隧道中运行时，N =1 .3 ?? 0.25。考虑列车交会时，N =2.16 ?? 0.06。式中：max P —3秒钟内压力变化的最大值；v —行车速度；？？一阻塞比；面积隧道内轨顶面以上净空列车横截面积 =??。竖井（斜井、横洞）的存在会缓解压力波动的程度。竖井位置对减压效果的影响很大，并不是处于任何位置的竖井都能有较好的 效果。竖井断面积5?IOm 2即可，加大竖井的横断面积，并不能收到好的效果。根据Mach 波叠加情况可以理论地得到竖井的最佳位置：）1 （ 2 M M L X ?? ?? 式中X —竖井距隧道进口距离；L —隧道长度；M —Mach数。 双线隧道列车在隧道中交会引起压力波动的叠加，情况十分复杂。列车交会时，压力波动最大值是单一列车运行情况的2.8倍。实际上，列车交会时所产生的压力波动同列车长 度、隧道长度、会车位置、车速等多种因素有关。在车辆密封的情况下，假定车外压力a P 为常数，车内压力随时间的变化可以表为：
高速列车隧道的空气动力学效应及解决措施论文.
高速列车隧道的空气动力学效应及解决措施论文 2018-12-27 【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: In the wake of high speed tendency of rail transit, high speed train has exerted more apparent impacts on personnel and environment. This paper chiefly analyses various categories of aerodynamic criteria settings up against comfortness criteria and block rate, prevailing in domestic and foreign high speed railway tunnels, in terms of various aerodynamic problems caused by high speed train pass through in the tunnel, as well as gives a detailed discussion on various counter measures put against influences caused by reduced aerodynamic effect. Keywords: high speed train， 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。这种压力波动以声速传播至隧道口，大部分发生反射，产生瞬变压力；而另一部分则形成向隧道外的脉冲状压力波辐射，即微气压波。这些都会对高速列车运营、人员舒适度和环境造成一系列影响： （1）高速列车经过隧道时，瞬变压力造成旅客和乘务人员耳膜明显不适、舒适度降低；
中国隧道工程的建设和发展历程
中国隧道工程的建设和发展历程 从1874年我国开始修建第一条上海至吴淞的窄轨铁路起，至1911年清王朝被推翻为止的37年中，我国共建成了9100公里的铁路。在这段时期所修建的10条总长4600公里的铁路干线上，共修建了总长42公里的230余座隧道。 我国在1898～1904年修建了长度为3078米的兴安岭隧道，这是当时亚洲最长的宽轨铁路隧道。这一时期最具代表性的隧道工程是由我国杰出工程师詹天佑亲自规划和督造的京张铁路八达岭隧道，全长1091米，工期仅用了18个月，于1908年建成。这也是我国自行修建的第一座越岭铁路隧道。 自1911年10月清王朝覆灭，到1949年10月中华人民共和国成立的38年中，我国共在40余条总长度约7000公里的铁路干线和支线上修建了总长度约100公里的370余座铁路隧道。其中有当时我国最长的滨绥铁路第二线上长度为3840米的杜草隧道，建于1939～1941年，所穿过的地层为花岗岩，采用上下导坑法施工，混凝土衬砌。 1949年新中国成立后，我国的铁路建设进入了新的发展时期。在其后半个世纪的时间里，我国隧道建设大致可分为4个阶段，每个阶段均有显著的技术进步和突破。 起步：50年代至60年代初，是新中国第一代隧道建设工程。该阶段采用钻爆法施工，以人工和小型机械凿岩、装载为主，临时支护采用原木支架和扇形支撑。隧道施工基本无通风，由于技术水平落后，人工伤亡事故时有发生。
该阶段的主要标志性工程有位于川黔铁路上的凉风垭隧道，该隧道长度4270米，于1959年6月贯通。该隧道首次采用平行导坑和巷道式通风，为长隧道施工积累了很宝贵的经验。 稳定发展：60年代至80年代初，是新中国第二代隧道建设工程。 该阶段代表性工程有位于京原铁路上的驿马岭隧道，全长7032米，1967年2月开工，1969年10月竣工，也是这一时期修建的最长的隧道。这一时期施工机具的装备有了较大的改善，普遍采用了带风动支架的凿岩机、风动或电动装载机、混凝土搅拌机、空压机和通风机等。在成昆铁路的隧道施工中还采用了门架式凿岩台车和槽式运渣列车。 在隧道支护方面，采用了锚杆喷射混凝土技术，这是隧道施工技术的重要里程碑。由于主动控制了地层环境，较好地解决了施工安全问题。 经过3年国民经济调整，1964年重点加强西南大三线建设，川黔、贵昆、成昆三线全面复工。这些铁路隧道比例大，开工隧道数量猛增，迎来了隧道建设的大发展。 成昆铁路工程浩大，举世瞩目，全线共有425座隧道，总延长344.7公里，占线路长度的31.6％，其中2公里以上的34座，3公里以上的9座，成为控制工期的关键工程。沙木拉达隧道全长6379米，线路标高2244.14米，为成昆铁路最长与最高的隧道。关村坝隧道全长6107米，为成昆铁路第二长隧道，是北段控制铺轨的大门，为集中力量攻坚的重点工程之一，快速施工成为本隧道的主题，施工中创造了多项新纪录。岩脚寨隧道位于贵昆铁路安顺至六枝间，全长2715米，隧道横穿贵州普定郎岱煤田的大煤山，共穿过7层煤层，厚度最大达8.92米，含三级瓦斯。这也是我国第一次穿越大量瓦斯的隧道。
高速铁路隧道技术发展现状存在问题及其展望
读书报告 高速铁路隧道技术 发展现状存在问题及其展望
目录 一、我国遂道及地下工程的发展现状 (1) 1.1 交通隧道 (1) 1.2 水利水电隧洞 (2) 1.3 地下工程 (2) 二、我国隧道及地下工程的主要开挖方法及新技术 (2) 三、当前国内铁路隧道施工主要存在技术问题 (3) 3.1 爆破精细控制技术 (3) 3.2 改进开挖技术 (3) 3.3 机制砂喷混凝土湿喷工艺 (4) 3.4 仰拱与掌子面进度的协调性 (4) 3.5 隧道沟槽施工工艺 (4) 3.6 通风及空气净化技术 (5) 四、贵广铁路建设实例 (6) 五、我国隧道及地下工程的发展前景 (7) 5.1 隧道发展前景 (7) 六、高速铁路隧道的研究几个热点问题 (8) 6.1 高速铁路隧道的空气动力学效应 (8) 6.2 高速铁路隧道的瞬变压力 (9) 6.3 高速铁路隧道的微压波 (9)
高速铁路隧道技术发展现状，存在问题及其展望 自1978年我国改革开放以来，我国在交通、水利水电、市政等基础设施领域取得了令人瞩目的成就，特别是近十年来，更取得了突飞猛进的发展，同时在设计和施工技术水平上也有了很大提高。但是由于我国东西高差大、地势复杂，隧道工程是铁路工程中不可缺少的重要项目，例如最近刚开通的兰新高铁，隧道比例达到60%以上。我国大力发展高速铁路，列车运行速度的提高势必造成列车振动荷载进一步加大，从而对隧道结构的动力稳定性提了更高的要求。伴随着铁路的出现和发展，铁路隧道也逐渐发展起来，但受制于技术条件的限制，在很长的时间内，铁路隧道的规模都很有限，直到20 世纪，随着人类科技水平和技术装备的进步，才开始出现了一些大型隧道，世界铁路隧道的世界记录也不断被更新。我国高速铁路已进入实质性的建设阶段，全国各铁路干线列车提速正在进行之中。 一、我国遂道及地下工程的发展现状 1.1 交通隧道 交通隧道主要包括铁路隧道、公路隧道及城市地铁工程，铁路隧道目前在数量、长度、设计及施工技术上在我国处于领先地位，截至1997年，在我国的铁路线上已建成并正式交付运营的隧道大约5200座，总长度2457.89km，平均占铁路网总长度的4.7‰。目前我国已建成铁路中隧道占线路长度在30%以上的就有襄渝线34.3%，成昆线31.6%，在建铁路中隧道占线路长度比例最大的达到50.42%(西康线)。目前已建成的最长隧道是西康线的秦岭单线隧道，长18.4km，其它较长的还有衡广铁路复线上的大瑶山双线隧道，长14.295km，于1987年建成。南昆线上的米花岭隧道，长9.383km。地铁工程目前仅有京、津、沪、穗四市约80km正在运营，而在建工程则很多，目前除上述四城市仍在继续扩建地铁外，南京、重庆、青岛、沈阳、深圳、成都等约20个大中城市进行了地铁和轻轨交通系统规划，部分项目正在全面施工。我国公路隧道在80年代前，因公路等级较低，同时限于设计、施工及短期投资大等多种原因，很少设计长大隧道，且数量(总长度)上也不多，但改革开放以后，为了实现截弯、降坡、提速、提高运营安全及实现长期运营收益提高等，相继修建了一批长大公路隧道，如辽宁的八盘岭双线公路隧道(长1600m)，吉林的小盘岭公路、，速公路建设的大规模展开和设计、施工总体水平的提高，公路隧道工程在总量、单体长度上有了突飞猛进的发展，隧道单体长度记录不断被刷新。目前已提高到4km长度以上的水平，如川藏公路上的二郎山隧道全长4160m，目前我国海拔最高，2000年4月18日峻工通车的重庆铁山坪路隧道双线全长5424m，是目前我国最长的大跨度公路隧道，北京至八达岭高速公路上的潭峪沟公路隧道主隧道全长3455m，单向三车道，是目前国内最宽的公路隧道。
新型高速列车隧道空气动力学模型实验系统
文章编号:100021506(2003)0420006205 新型高速列车隧道空气动力学模型实验系统 毛 军,薛 琳,谭忠盛 (北方交通大学土木建筑工程学院,北京100044) 摘 要:目前高速列车隧道空气动力学模型实验系统主要用于分析隧道内压力波的变化规律, 难以对空气动力学效应进行完整的分析.针对这一局限性,从科特流(Couette )理论出发,提出 了一种新型实验系统即旋转式高速列车—隧道模型实验系统,介绍了该系统的可行性、结构、 实验原理及其特点.分析表明:该新型实验系统结构简单、功能完善、成本低、实验重复性好,适 用于进行高速列车通过隧道时产生压力瞬变、微气压波、列车活塞风、行车阻力和气动噪声等 一系列空气动力学实验,并能测量隧道内和列车隧道环形空间的气流速度场,对研究高速列车 隧道空气动力学问题有重要意义. 关键词:高速列车;压力波;空气阻力;模型实验;科特流 中图分类号:U238;O357.1 文献标识码:A A N ew Type of Model Experimental System of Aerodynamics E ffects C aused by High 2Speed T rains Passing Through Tunnel M A O J un ,X U E L i n ,TA N Zhong 2sheng (School of Civil Engineering and Architecture ,Northern Jiaotong University ,Beijing 100044,China ) Abstract :The applied model experimental system is mainly used to analyze the changing rule of the pressure wave in tunnel ,which is one of the aerodynamics effects when high-speed trains passing through the tunnel.It is difficult for the system to analyze the other aerodynamics ef 2 fect s.For this reason ,the paper bases on the Couette flow theory to develop a new type of experi 2 mental system ,Which is named the circular model experimental system of aerodynamics effects caused by high-speed trains passing through tunnel ,and introduces its feasibilities ,structure ,ex 2 periment principle and specially characters.It is found that the new circular experimental system has a simple structure ,powerful functions ,lower cost and good repetitive performance ,and can be used for a series of aerodynamics experiments on such as the changing rule of the pressure wave in tunnel ,micro-pressure wave ,piston wind of trains ,resistance on trains and air noise.It can also measure the airflow velocity field in cylinder tunnel formed by the trains and tunnel.So ,it will be of great value to the researches of the aerodynamics problems caused by high-speed trains passing through tunnel. K ey w ords :high-speed train ;pressure wave ;air resistance ;model experiment ;Couette flow 1 问题的提出 高速列车在通过隧道时将产生压力瞬变、微气压波、列车活塞风、行车阻力和气动噪声等一系列明显收稿日期:2003206217作者简介:毛军(1966— ),男,湖北公安人,助理研究员,硕士.em ail :junmao @ 第27卷第4期2003年8月 北 方 交 通 大 学 学 报JOURNAL OF NORTHERN J IAO TON G UN IV ERSIT Y Vol.27No.4Aug.2003
走近F1——空气动力学基础
空气动力学 与公路上普通汽车相比，现代一级方程式赛车和喷气式战斗机有更多的相似之处。空气动力学是赛车运动中致胜的关键，每年车队们都会投入几千万美元用于这方面的研发。 气动设计师有两个首要关注点：第一，制造下压力使赛车轮胎更贴近赛道地面，同时提升回旋力；第二，将由空气涡流引起、使车速减慢的空气阻力降低至最小。 20世纪60年代，一些车队开始尝试现在我们熟知的车侧翼实验。赛车侧翼与飞机机翼的运转法则完全相同，只不过方向刚好相反。根据伯努利定律，飞机所在等高线的飞行距离不同，机翼上下的气流速度也不同，导致压强不同。因为上下压力要保持平衡，机翼就会向压力小的方向运动。飞机就是利用机翼起飞，赛车用它的侧翼产生下压力。正因为空气动力的下压力存在，一部现代一级方程式赛车在侧面可以产生3.5g的回旋力，这个大小是其车身重量的3.5倍。即为，理论上讲，这个压力可以让赛车高速时挨着地面行驶。 早期试验中使用的可移动的车翼和单点悬挂造成过几起极为严重的事故，因此1970年赛季引入了车翼大小和位置的限制规定。随着时间推移，这些规定直到今天仍然大面积适用。
20世纪70年代中期，人们发现了“地面效应”下压力。莲花公司的工程师发现，通过在赛车的底面安装巨大的车翼可以使车子像翅膀一样运动同时又紧贴地面。源于这一想法最典型的例子是戈登?墨里设计的布拉汉姆BT46B，这部车加装冷却风扇抽取车身裙角处的空气以增加巨大的下压力。在其它车队技术革新后，这部车仅在赛场上出现一次之后便销声匿迹了。根据“地面效应”的成效，规则也跟着不断改变。起先，禁止在车身裙角处控制低压区域。之后，对阶形地板提出要求标准。
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。这些微分形式的动力学方程在特定条件下可以积分，得出很有实用价值的结果。19世纪上半叶，法国的纳维和英国的斯托克斯提出了描述粘性不可压缩流体动量守恒的运动方程，后称为纳维-斯托克斯方程。 到19世纪末，经典流体力学的基础已经形成。20世纪以来，随着航空事业的迅速发展，空气动力学便从流体力学中发展出来并形成力学的一个新的分支。 20世纪60年代以来，由于交通、运输、建筑、气象、环境保护和能源利用等多方面的发展，空气动力学在更多领域有了更为广泛的研究和应用。 20世纪70年代以来，激光技术、电子技术和电子计算机的迅速发展，极大地提高了空气动力学的实验水平和计算水平，促进了对高度非线性问题和复杂结构的流动的研究。 3高速铁路隧道空气动力学效应 当列车进入隧道时,原来占据着空间的空气被排开。空气的粘性以及气流对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隧道外那样及时,顺畅地沿列车两侧和上部流动,列车前方的空气受压缩,随之产生特定的压力变化过程,引起相应的空气动力学效应并随着行车速度的提高而加剧。 3.1列车进入隧道引起瞬变压力 列车进入隧道引起的压力变化是两部分的叠加:1列车移动时从挤压、排开空气到留下真空整个过程引起的压力变化;2列车车头进入隧道产生的压缩波以及车尾进入隧道产生的膨胀波在隧道两洞口之间来回反射产生的压力变化( M
空气动力学的公式SAE
大学生方程式赛车的空气动力学：初步设计和性能预测 斯科特Wordley和杰夫·桑德斯 莫纳什风洞，机械工程 莫纳什大学 版权所有?2005 SAE国际 摘要 一个空气动力学套件的初始设计描述了SAE方程式赛车。式SAE审查关于空气动力学的规则是用来开发对前、后规范的实际参数倒置的机翼，―翅膀‖。这种翼包为了在产生最大的下压力规定的可接受的范围内增加阻力和减少最高速度。这些翅膀上公式的净效应SAE汽车的性能在动态事件之后预测。一个配套文件[ 1 ]详细介绍，CFD，风洞和赛道上的测试这的空气动力学套件的开发。 简介 SAE方程式是一个大学生设计竞赛，学生设计组，建立自己的开放的比赛轮赛车。自1981开始在美国[ 2 ]，这个公式已经蔓延到欧洲，亚洲，南美国和澳大利亚，几百国际团队，每年都有许多赛车比赛举行的世界。不同于传统的赛车比赛，球队获得八分不同的事件，和最高的球队累积总获胜。有三的静态事件（成本，演示，设计）在球队是判断他们设计的理由，介绍和成本技术，五动态事件（加速，刹车盘，越野，燃油经济性，耐久性）测试的汽车和赛道上的[ 3 ]学生驾驶性能。这个加权分系统决定，成功是一种仔细平衡赛车的各个方面的事过程设计和开发。 SAE方程式：设计收敛？ 不同于其他形式的长期稳定的比赛规则，大学生方程式赛车已经收敛于一个单一的，好的定义，设计模式。有几种理论这是为什么：规则的权重可以更仔细通过对竞争对手在其他车辆性能的一个方面的性能提升地区。例如涡轮增压器可用于在潜在费用增加发动机功率燃油经济性和成本的评分贫困和知识信息管理保持团队内由于高翻身成员可以破坏长期设计验证周期，造成重复错误经常回广场的人。大多数的团队在一个只有竞争竞争每年，意味着实际的时间在驱动开发这些车是有限的，与周的顺序。缺乏定期比赛和与其他球队的比较因此限制了接触，并通过，最佳实践。竞争仍然集中在学习，这样的团队将继续技术感兴趣的人以及那些看到提供一个整体的性能优势。过去的SAE方程式比赛的结果[ 4 ]分析表明，迄今为止，最简单的方法往往是最成功的十强，绝大多数完成团队的运行空间钢框架的汽车自然吸气发动机600cc。虽然这是假设这种趋势还会持续一段时间，四在设计理念的重大转变，已经出现在最近的年。碳纤维硬壳式底盘使用的增加，为球队尽力降低底盘重量同时保持或提高抗扭刚度。宽传播对涡轮增压也浮出水面随着康奈尔的不断成功，伍伦贡大学。新一代单缸摩托车的发动机提供的性能增益在相反的方向，像RMIT和代尔夫特理工队使用减小的重量和燃料使用的大学抵消减少的功率。几支球队，包括在阿灵顿，密苏里罗拉德克萨斯大学，加州—聚和莫纳什都使用了机翼和其它气动装置产生压力的提高过弯速度的主要目的。一些球队采用一个以上的这些方法。主要的设计变化以上，性能气动设备可能是最困难的学生小组预测和量化。像这样的，相当多的争论仍在继续的SAE方程式社区的利益（或其他）的使用倒翼型的―翅膀‖，这种竞争。莫纳什大学队（墨尔本，澳大利亚）用他们的SAE方程式空气动力装置汽车运行近四年来。这个团队也在有定期的访问有些独特的位置一个全面的汽车风洞空气动力学测试。本文中，第二由同一作者【1】，总结了四年之久的气动设计和发展过程中所进行的这个团队，和提出了在公共领域的第一个数据气动性能的SAE方程式赛车。这是希望的信息和方法，包含这里将作为一个指导和基准其他球队考虑气动使用在SAE方程式装置。SAE方程式规则的思考与大多数其他赛车类相比，目前的SAE方程式规则[ 2 ]提供了一些独特的气动使用的机遇和挑战设备。这些规则将简要探讨在这里，从那些对通用汽车的设计和性能，并移动到更多的有关对气动助手的使用。广阔的这些规则对设计的影响一个SAE方程式赛车性能也将讨论了在适当的地方越野/耐力轨道设计而轨道布局为滑锅加速事件是固定的几何形状，参加比赛/耐力轨道设计每年都在变化按规则，个人描述参数通过不同的比赛场地的限制全世界。
高速铁路隧道简介教材
高速铁路隧道简介 一、高速铁路隧道概况 根据2014年1月1日起实施的《铁路安全管理条例》规定，高速铁路是指设计开行时速250公里以上（含预留），并且初期运营时速200公里以上的客运列车专线铁路。 1、高速铁路隧道的特点 与一般铁路隧道不同，高速铁路隧道的特点体现在空气动力学特性方面。当列车高速进入隧道时，由于隧道的边壁限制了隧道内空气的侧向流动和向上流动，使得列车前方的空气受压缩，气压升高。随着列车继续前进，在车后留下空间，致使空气向此空间补充，气压随之降低。因此列车通过隧道时，隧道内某一点的空气压力将会产生从上升到下降即从压缩到膨胀这样一个瞬变过程。另外，列车头部进入隧道时，强烈冲击隧道中的静止空气柱，形成压力脉冲，并以声速向隧道出口方向运动，在出口突然释放，一部分散布到隧道出口，产生微气压波，另一部分发生反射，由正压变为负压，同样以声速沿列车运行相反的方向运动，遇到列车后，空气阻力在大气压力附近发生波动，使旅客的耳朵发生明显不适。微气压波也可能产生空气动力学噪声，对隧道出口的建筑物产生影响。 2、我国高速铁路隧道分布 表1 我国典型高速铁路隧道分布情况
表2 部分客运专线特长隧道表 二、高速铁路隧道衬砌断面 1、直线隧道净空 高速铁路因其时速标准不同，隧道断面形式各异，衬砌内轮廓净空有效面积也不同，如表3所示。
表3 我国高铁隧道内净空面积 序号类别标准单线双线 1 200km/h客专近期客货共线53.06m283.7m2 2 200km/h客专近期双箱运输56.2m289.64m2 3 250km/h近期客货共线58m290.16m2 4 250km/h近期双箱运输58.08m293.76m2 5 350km/h客运专线70m2100m2 图1 200km/h客货共线铁路单线隧道内轮廓（单位：cm） 图2 200km/h客货共线铁路双线隧道内轮廓（单位：cm）
高速铁路隧道工程B10731 10732答案.
隧道工程试卷B答案 一、选择题 (20分) 1、山岭隧道的洞门形式主要有：（）。 A.环框式。 B.端墙式。 C.翼墙式。 D.柱式。(ABCD) 2、台阶法按上台阶超前长度分为（）。 A.高台阶法 B.长台阶法 C.短台阶法 D.微台阶法 BCD。 3、光面爆破的技术要求有（）。 A.选择合理的周边孔间距 B.控制周边孔药量 C.周边孔采用不耦合装药结构 D.采用毫秒雷管微差顺序起爆，应使周边爆破时产生临空面。 ABCD 4、拱圈混凝土浇筑顺序应从两侧拱脚向拱顶（）进行。 A.上下。 B.对称。 C.前后。 D.交错。 答案B 5、喷射混凝土的工艺有（）。 A.干喷。 B.潮喷。 C.湿喷。 D.混合喷。 6、地表下沉量测一般是在（）情况下才有意义。 A.深埋隧道。 B.地表水多。 C.软弱岩层。 D.浅埋隧道。 答案D。 7、超前围岩预注浆堵水时，宜用（）。 A.水泥浆液。 B.水玻璃浆液。 C.水泥水玻璃浆液。 D.PM型浆液。 AC。 8、隧道施工防排水工作的原则是（）。 A.进洞前先做好地表排水系统。 B.不断完善防排水措施。 C.选择不妨碍施工的防排水措施。 D.按防、截、排、堵相结合来综合治理。答案D。 二、填空题（10分）
1、采用喷射混凝土封闭洞口仰坡土体坡面，可起到（）、（）作用。 避免雨水冲杀、避免浸湿软化。 2、钻孔作业前应做出下列工作；（）、（）、（），经检查符合设计后方可钻孔。 定出开挖断面中线和水平线、定出断面轮廓、、标出炮孔位置 3、锚杆作用机理有（）、（）、（）。 悬吊作用、组合梁作用、整体加固作用。 4、衬砌的施工缝常用（）、（）止水。 橡胶止水带、塑料止水带。 三、判断题 (10分) 1、岩石的抗压强度大于30MPa，围岩就稳定。（ F ） 2、周边孔同段的雷管起爆时差应尽可能大。（ F ） 3、局部锚杆应该规则布置。（ F ） 4、树脂粘结的锚杆就是全长粘结型锚杆。（ F ） 5、用回弹仪得到的是混凝土的表面硬度，求不出混凝土的抗压强度（ F ） 四、简答题（20分） 1、隧道衬砌的组成及作用。 答：隧道衬砌由拱部、边墙和仰拱组成。拱部主要支撑隧道上面的荷载，边墙主要抵抗水平方向的围岩压力，仰拱主要承受地层向上的压力。拱墙组成闭合的结构称为衬砌环，它能改善衬砌的内力分布，有效地抵抗围岩压力和限制围岩变形。 2、隧道控制爆破有那几种形式，相互区别是什么？ 光面爆破和预裂爆破；区别是起爆顺序不同，光面爆破是一种控制岩体开挖轮廓的爆破技术,是通过一系列措施对开挖工程周边部位实行正确的钻眼和爆破,并使周边眼最后起爆的爆破方法。预裂爆破是由光面爆破演变而来的,其目的同光面爆破,不同处是周边眼在整个爆破循环中要最先起爆,也就是在岩体中,沿着周边炮眼之间要先爆出一道裂缝,减少对保留区围岩产生的破坏。 3、代表炸药性能的主要参数是什么？并解释其含义。 答：(1) 炸药威力 ( 作功能力 )：炸药爆炸作功所具有的能力。
高速铁路隧道毕业设计
毕业设计（论文）原创性声明和使用授权说明 原创性声明 本人郑重承诺：所呈交的毕业设计（论文），是我个人在指导教师的指导下进行的研究工作及取得的成果。尽我所知，除文中特别加以标注和致谢的地方外，不包含其他人或组织已经发表或公布过的研究成果，也不包含我为获得及其它教育机构的学位或学历而使用过的材料。对本研究提供过帮助和做出过贡献的个人或集体，均已在文中作了明确的说明并表示了谢意。 作者签名：日期： 指导教师签名：日期： 使用授权说明 本人完全了解大学关于收集、保存、使用毕业设计（论文）的规定，即：按照学校要求提交毕业设计（论文）的印刷本和电子版本；学校有权保存毕业设计（论文）的印刷本和电子版，并提供目录检索与阅览服务；学校可以采用影印、缩印、数字化或其它复制手段保存论文；在不以赢利为目的前提下，学校可以公布论文的部分或全部内容。 作者签名：日期：
学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。 作者签名：日期：年月日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 涉密论文按学校规定处理。 作者签名：日期：年月日 导师签名：日期：年月日
(完整word版)中国隧道发展历程
中国隧道工程的建设和发展历程 发布者：中国土木工程学会发布时间：2010-3-12 阅读：231次 从1874年我国开始修建第一条上海至吴淞的窄轨铁路起，至1911年清王朝被推翻为止的37年中，我国共建成了9100公里的铁路。在这段时期所修建的10条总长4600公里的铁路干线上，共修建了总长42公里的230余座隧道。 我国在1898～1904年修建了长度为3078米的兴安岭隧道，这是当时亚洲最长的宽轨铁路隧道。这一时期最具代表性的隧道工程是由我国杰出工程师詹天佑亲自规划和督造的京张铁路八达岭隧道，全长1091米，工期仅用了18个月，于1908年建成。这也是我国自行修建的第一座越岭铁路隧道。 自1911年10月清王朝覆灭，到1949年10月中华人民共和国成立的38年中，我国共在40余条总长度约7000公里的铁路干线和支线上修建了总长度约100公里的370余座铁路隧道。其中有当时我国最长的滨绥铁路第二线上长度为3840米的杜草隧道，建于1939～1941年，所穿过的地层为花岗岩，采用上下导坑法施工，混凝土衬砌。 1949年新中国成立后，我国的铁路建设进入了新的发展时期。在其后半个世纪的时间里，我国隧道建设大致可分为4个阶段，每个阶段均有显著的技术进步和突破。 起步： 50年代至60年代初，是新中国第一代隧道建设工程。该阶段采用钻爆法施工，以人工和小型机械凿岩、装载为主，临时支护采用原木支架和扇形支撑。隧道施工基本无通风，由于技术水平落后，人工伤亡事故时有发生。 该阶段的主要标志性工程有位于川黔铁路上的凉风垭隧道，该隧道长度4270米，于1959年6月贯通。该隧道首次采用平行导坑和巷道式通风，为长隧道施工积累了很宝贵的经验。 稳定发展：60年代至80年代初，是新中国第二代隧道建设工程。 该阶段代表性工程有位于京原铁路上的驿马岭隧道，全长7032米，1967年2月开工，1969年10月竣工，也是这一时期修建的最长的隧道。这一时期施工机具的装备有了较大的改善，普遍采用了带风动支架的凿岩机、风动或电动装载机、混凝土搅拌机、空压机和通风机等。在成昆铁路的隧道施工中还采用了门架式凿岩台车和槽式运渣列车。 在隧道支护方面，采用了锚杆喷射混凝土技术，这是隧道施工技术的重要里程碑。由于主动控制了地层环境，较好地解决了施工安全问题。 经过3年国民经济调整，1964年重点加强西南大三线建设，川黔、贵昆、成昆三线全面复工。这些铁路隧道比例大，开工隧道数量猛增，迎来了隧道建设的大发展。
空气动力学
空气动力学 崔尔杰* (中国航天科技集团第701研究所) 本文简要回顾空气动力学发展的历史及其在航空航天飞行器研制中的作用，对现代空气动力学新的发展趋势和新一代航天飞行器研制中可能遇到的关键气动力问题进行探讨和分析，并对今后发展提出看法。 一、空气动力学与航空航天飞行器发展 空气动力学是研究空气和其他气体的运动规律以及运动物体与空气相互作用的科学，它是航空航天最重要的科学技术基础之一。 1．空气动力学推动20世纪航空航天事业的发展 1903年莱特兄弟研制成功世界上第一架带动力飞机，实现了人类向往已久的飞行梦想。为了研制这架飞机，他们进行过多次滑翔试验，还为此建造了一座试验段为0.01m2的小型风洞。正是这些努力，加上综合运用早期的空气动力学知识，最终获得了成功。 20世纪初，建立在理想流体基础上的环量和升力理论以及普朗特提出的边界层理论奠定了低速飞机设计基础，使重于空气的飞行器成为现实。40年代中期至50年代，可压缩气体动力学理论的迅速发展，以及对超声速流中激波性质的理论研究，特别是跨音速面积积律的发现和后掠翼新概念的提出，帮助人们突破“音障”，实现了跨音速和超音速飞行。50年代中期，美、苏等国研制成功性能优越的第一代喷气战斗机，如美国的F-86、F-100，苏联的米格-15、米格-19等。50年代以后，进入超音速空气动力学发展的新时期，第二代性能更为先进的战斗机陆续投入使用，如美国的的F-4、F-104，苏联的米格-21、米格-23，法国的幻影-3等。 1957年苏联发射第一颗地球人造卫星和1961年第一艘载人飞船“东方号”升空，被认为是空间时代的开始。美、苏两国在战略导弹和航天器发展方面的激烈角逐，促使超音速和高超音速空气动力学得到迅速发展。两个超级大国都投入巨大力量，致力于发展地面模拟设备，开邻近高超出音速空气动力学和空气热力学的研究。航天方面的研究重点放在如何克服由于高超音速飞行和再入大气层，严重气动加热所引起的“热障”问题上在钱学森先生倡导下诞生了一门新的学科，即物理力学，为航天器重返大气层奠定了科学基础。航空方面的研究重点则放在了发展高性能作战飞机、超音速客机、垂直短距起落飞机和变后掠翼飞机。这一时期，空气动力研究方面的另一项重要成就是“超临界机殿”新概念的提出，它可以显著提高机翼的临界马赫数。20世纪70年代后，脱体涡流型和非线性涡升力的发现和利用，是空气动力学的又一重要成果。它直接导致了第三代高机动性战斗机的产生，如美国的F-15、F-16，苏联苏-27、米格-29和法国的“幻影2000”。
超跑秘密：看不见的空气动力学效应
超跑秘密(四)：看不见的空气动力学效应 2013年02月27日 01:18 来源：汽车之家类型：原创编辑：冯景毅 [汽车之家技术] 虽然它看不见、摸不着，但是高速行驶中的车辆却不容忽视它的存在，如果利用得当，它所产生的积极效果可能会超出你的想象。而超级跑车更是离不开它的协助，仔细观察那精雕细琢的每一处车身细节，这都是工程师极尽可能地利用空气在为车辆提供出色的性能和行驶稳定性。 空气通常给人们的感觉是轻柔、温雅的，但是运动中的空气却充满着力量，这种力量可以让重达上百吨的飞机冲向蓝天，反过来，它也可以让赛车产生远超过自身重量的下压力，使其紧贴地面。
●伯努利原理 在日常生活中，我们可以很容易地感受到空气动力学效应的存在。当你坐在一辆行驶的车辆中，将手伸出车外并尝试着不断调整手与迎风方向的角度，这时你便可以感受到空气的升力和下压力。 我们还可以通过一个小实验来感受空气动力学的奇妙之处：找一张A4大小的白纸，双手捏住纸的两个长边，让短边贴着自己的嘴唇，此时纸的另一端是自然下垂的。如果对纸的上表面快速吹气，会发现纸就这样飘起来了，当你停止吹气后，纸会再次恢复自然下垂的状态，如果将这个原理反向应用于跑车或者赛车上，空气会将车辆紧紧地压在地面上。
关于这个实验的原理研究，从亚里士多德(公元前384-322年)就开始了，直到18世纪，由丹尼尔·伯努利提出的“伯努利原理”，才较为准确的揭示了这个现象，而这套理论的实质内容，用最简单的话来讲就是：在水流或气流里，如果速度小，压强就大；如果速度大，压强就小。这样来看，当你向纸的上表面吹气时，气流的速度会加快，从而导致白纸上表面的压强减小，压强大的下侧就会将纸向上推，这样白纸就如我们看到的那样飘起来了。 此原理首次应用于汽车上的实例可谓是汽车界最伟大的发明之一——化油器。当活塞处于吸气冲程时，空气被吸入管内，并在流经相对狭窄的喉管时流速加大，从而压强变小，汽油便从安装于狭窄部位的喷管流出，被喷成雾状，形成油气混合物进入气缸。
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。 2.2 列车风对线路附近人员的影响