明洞式隧道洞门开口率优化-哈尔滨工业大学学报.PDF

第４９卷　 第３期 哈　 尔　 滨　 工　 业　 大　 学　 学　 报 Ｖｏｌ４９ Ｎｏ３ 　 　 ２０ １７年３月 ＪＯＵＲＮＡＬ ＯＦ ＨＡＲＢＩＮ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ ＯＦ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ Ｍａｒ． ２０１７ ＤＯＩ：１０．１１９１８／ ｊ．ｉｓｓｎ．０３６７⁃６２３４．２０１７．０３．０２８ 　 　 　 　 　 　 明洞式隧道洞门开口率优化 １，２ １，２ １，２ １，２ 牛纪强 ，梁习锋 ，周　 丹 ，刘堂红 （１． 中南大学 交通运输工程学院，长沙４１００７５；２． 轨道交通安全教育部重点实验室（中南大学），长沙４１００７５） 摘　 要：为获得等截面开口型缓冲结构相对最优开口率，基于三维非定常可压缩雷诺时均 － 方程和标准 － 双方程湍流 Ｎ Ｓ κ ε 模型，采用滑移网格方法，对３车编组的高速列车分别以２５０、３００、３５０ ｋｍ／ ｈ速度通过开口率在２０％～８４％之间的等截面开口 型缓冲结构进行模拟，并对隧道内初始压缩波和隧道出口气压爆波进行研究． 结果表明：数值计算结果与动模型试验相比，波 形吻合度较好，幅值偏差均不超过６％；开口对初始压缩波形幅值起到增大作用，并随开口增大而先增大后减小，在开口率为 ６０％时达到最大；初始压缩波压力梯度受开口影响显著，随着开口率增大而减小，且在开口率为４０％以后变化不大，气压爆波 随开口率变化规律与初始压缩波压力梯度基本一致． 关键词：隧道工程；缓冲结构；开口率；高速列车；初始压缩波；气压爆波 － － － 中图分类号：Ｕ４５１．３；Ｕ２９２．９１４ 文献标志码：Ａ 文章编号：０３６７ ６２３４（２０１７）０３ ０１７５ ０６ Ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎ ｏｎ ｔｈｅ ｏｐｅｎｉｎｇ ｒａｔｅ ｏｆ ｔｈｅ ｏｐｅｎ⁃ｃｕｔ ｔｕｎｎｅｌ ｐｏｒｔａｌ １，２ １，２ １，２ １，２ ＮＩＵＪｉｑｉａｎｇ ，ＬＩＡＮＧ Ｘｉｆｅｎｇ ，ＺＨＯＵ Ｄａｎ ，ＬＩＵ Ｔａｎｇｈｏｎｇ （１．Ｓｃｈｏｏｌ ｏｆ Ｔｒａｆｆｉｃ ａｎｄ Ｔｒａｎｓｐｏｒｔａｔｉｏｎ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７５，Ｃｈｉｎａ； ２．Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｔｒａｆｆｉｃ Ｓａｆｅｔｙ ｏｎ Ｔｒａｃｋ （Ｃｅｎｔｒａｌ Ｓｏｕｔｈ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ），Ｍｉｎｉｓｔｒｙ ｏｆ Ｅｄｕｃａｔｉｏｎ，Ｃｈａｎｇｓｈａ４１００７５，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｉｎｏｒｄｅｒｔｏｏｂｔａｉｎｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｏｐｔｉｍａｌｏｐｅｎｉｎｇｒａｔｅｏｆｔｈｅｏｐｅｎ⁃ｃｕｔｔｕｎｎｅｌｐｏｒｔａｌ，ｔｈｅｔｈｒｅｅ⁃ｃａｒｒｉａｇｅｈｉｇｈ⁃ － ｓｐｅｅｄ ｔｒａｉｎ ｒｕｎｎｉｎｇ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｈｏｏｄｗｉｔｈ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｏｐｅｎｉｎｇ ｒａｔｉｏｓ （２０％ ８４％） ａｔ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｓｐｅｅｄｓ （２５０，３００ ａｎｄ ３５０ ｋｍ／ ｈ） ｗａｓ