地铁列车活塞风数值模拟

论文题目: 地铁列车活塞风数值模拟

论文类型: 硕士论文

论文专业: 车辆工程

作者: 包海涛

导师: 曹从咏

关键词: 地铁列车,方程,湍流,动网格,活塞风,数值模拟

文献来源: 南京理工大学

发表年度: 2005

论文摘要: 地铁迅速发展的同时,列车活塞风问题也日益引起人们的广泛关注。随着列车运动速度的提高,该问题已成为地铁环境中的重要研究课题之一。首先,本文分析了地铁列车在隧道中运行时活塞风的形成机理,在此基础上,通过对地铁隧道和站台做出一定的简化和假设,建立相应的活塞风物理模型和流动的数学模型;给出了描述活塞风流动的三维湍流流动的不可压N-S方程,采用有限体积法对控制方程进行离散。其次,考虑到地铁列车的运动,在数值计算中提出了一种动网格生成技术,该技术的主要特点是在计算域内利用原有的初始网格进行插值计算来构造新网格。模拟了列车运动规律,并采用C语言编制UDF程序来实现的。第三,对地铁区间隧道内活塞风进行数值模拟和结果分析,将模拟结果与理论计算和已测结果进行比较,验证建模的合理性及其计算方法的正确性。最后,以南京地铁珠江路站为例,建立了珠江路站台内活塞风流动的三维物理数学模型,并进行数值模拟和结果分析,获得了站台内活塞风的速度和压力分布规律。本文数值模拟采用动网格技术对列车产生的活塞风进行动态的研究,这在国内尚属首次。研究成果对我国进一步开展地铁网络系统与铁路隧道空气动力学和热力学研究,具有重要的理论意义和实用价值。

论文目录:

摘要

Abstract

1 绪论

1.1 课题研究的背景

1.2 国内外研究现状

1.3 本文的主要工作

2 物理数学模型

2.1 概述

2.2 模型的简化与假设

2.3 控制方程

2.3.1 质量守恒方程：

2.3.2 动量守恒方程

2.3.3 能量守恒方程

2.4 k-ε湍流方程

2.5 控制方程的离散化

2.6 边界条件的处理

2.7 本章小结

3 动网格生成技术

3.1 概述

3.2 网格守恒方程

3.3 动网格生成

3.3.1 二维动网格生成

3.3.2 三维动网格生成

3.4 动网格的生成与质量

3.5 用户自定义函数(UDF)

3.6 本章小结

4 地铁区间隧道活塞风的数值模拟与结果分析

4.1 CFD概述

4.2 FLUENT软件简介

4.3 物理模型建立与网格生成

4.4 边界条件的设置

4.5 二维区间隧道活塞风的数值模拟与分析

4.5.1 单列车活塞风的模拟

4.5.1.1 模拟结果分析

4.5.1.2 模拟结果与理论计算结果的比较

4.5.2 二维双列车活塞风的模拟与结果分析

4.6 三维区间隧道活塞风的数值模拟结果与已测结果比较

4.7 本章小结

5 地铁站台活塞风的数值模拟与结果分析

5.1 概述

5.2 列车基本数据和运行情况分析

5.3 计算区域与网格划分

5.3.1 计算区域的选取

5.3.2 网格划分

5.4 边界条件的设置

5.5 数值模拟计算和结果分析

5.5.1 列车进站瞬时活塞风的模拟结果与分析

5.5.2 列车开始减速时活塞风的模拟结果与分析

5.5.3 列车停止运动30s后活塞风的模拟结果与分析

5.6 本章小结

6 结论

致谢

参考文献

发布时间: 2005-09-12

参考文献

[1].地铁列车驾驶员行车过程中安全绩效影响因素研究[D]. 陈东旭.哈尔滨理工大学2018
[2].地铁列车运行对沿线环境的振动影响实测与数值模拟的研究[D]. 盛星星.广州大学2018
[3].面向多数据源的地铁列车事件记录仪的研制[D]. 田广阔.北京交通大学2018
[4].地铁列车牵引系统新技术研究[D]. 刘长城.北京交通大学2018
[5].地铁列车牵引系统节能新技术应用研究[D]. 王贵久.北京交通大学2018
[6].地铁列车曲线碰撞响应及耐撞性研究[D]. 杨皓杰.西南交通大学2018
[7].地铁列车应急排烟模式的研究[D]. 王长美.湖北工业大学2017
[8].地铁列车停站时分优化研究[D]. 谢卉瑜.北京交通大学2018
[9].地铁列车运行诱发环境振动的数值模拟与烦恼率评价[D]. 周立.南京大学2015
[10].地铁列车引起的周围建筑物振动及二次噪声预测研究[D]. 张胜龙.北京交通大学2016

地铁列车活塞风数值模拟

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