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摘要
针对时速400 km高铁隧道口的微气压波研究,建立了基于三维可压缩非定常N-S方程和RNG k-ε双方程湍流模型的数值模拟方法,并通过动模型试验对计算方法进行了验证。文中分析了隧道长度、缓冲结构(带斜切的扩大段)长度和缓冲结构开孔数对微气压波的影响。研究结果表明:在一定隧道长度内,微气压波幅值随着隧道长度的增加逐渐增大;隧道口设置带斜切(30°)的等截面扩大段缓冲结构能有效缓解微气压波幅值,且随着缓冲结构的长度增加,微气压波幅值的缓解率先增大后减小,其中缓冲结构长88.56 m时缓解效果最佳,缓解率可达59.2%;该缓冲结构开孔后能进一步缓解微气压波幅值,缓冲结构开2个孔时的缓解效果最佳,缓解率可达70.9%。本文提出的缓冲结构能使得5 km及以下长度隧道的微气压波幅值达到国家规定标准,研究成果对时速400 km/h高速铁路隧道口缓冲结构的设计具有参考价值。
