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基于高阶谱差分的CAA模型预测高速列车过隧微气压波
  • ISSN号:1001-8360
  • 期刊名称:铁道学报
  • 时间:0
  • 页码:-
  • 分类:U25[交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]中南大学轨道交通安全教育部重点实验室,湖南长沙410075
  • 相关基金:国家自然科学基金(51005249,U1134203)
  • 相关项目:高速列车过隧气压爆波预测及外形优化研究
作者: 杨志刚|
中文摘要:

高速列车以大于300 km/h的速度穿越隧道时,在隧道出口形成的微气压波具有较强的非线性。该微气压波幅值的数量级达到102 Pa,难以用传统的CFD方法(2阶精度)精确模拟。基于高阶谱差分的CAA模型是一种值得尝试的方法。CAA方法能在强非线性区域保持流体变量和声学变量的传递精度,高阶谱差分方法能够融入非结构网格,获得较高的计算效率和几何灵活性。本文在动模型试验平台开展200~350 km/h速度下的微气压波缩比试验研究;采用基于3阶谱差分的CAA方法,对轴对称圆管模型,数值研究了管口气压爆波的产生和近场辐射特性。数值结果和缩比试验结果的一致性,验证了该数值方法的准确性和可靠性。

英文摘要:

Nonlinear acoustical effects of micro-pressure waves at the tunnel portal are shown obviously when 300 km/h high-speed trains run through the tunnel.The micro-pressure wave is about of the order of the magnitude of 102 Pa which can not be simulated accurately by using the traditional CFD method (2 order precision).The CAA model based on the high-order spectral difference method is an alterative way.The CAA method can keep the accuracy of fluid and acoustic variables simultaneously for the region apparant with strong nonlinear acoustical effects.In this paper,the high-order spectral difference method was used to involve the unstructured grid to achieve high computational efficiency and good geometric flexibility.Micro-pressure wave experiments were performed by using the scaled tunnel model and scaled train model for the speed of 200~350 km/h.Computational analysis was made to model the micro-pressure waves by using the 2 dimensional axis-symmetric CAA model with the 3-order spectral difference method.The results of the experiments were in good agreement with the results of numerical calculations.

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期刊信息
  • 《铁道学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国铁道学会
  • 主编:王德
  • 地址:北京复兴路10号中国铁道学会
  • 邮编:100844
  • 邮箱:tdxb@vip.163.com
  • 电话:010-51848021 51873116
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-8360
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2104/U
  • 邮发代号:2-308
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊,百种中国杰出学术期刊,中国科协第一、二届优秀学术期刊,入选学位与研究生教育中文重要期刊目录,中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:17030