联通式内缓冲结构对隧道气动效应减缓效果

简介

为解决地形受限而无法在隧道入口处设置缓冲结构的隧道气动效应问题,提出了一种新型的联通式内缓冲结构,基于三维、可压缩、非定常Navier-Stokes方程,采用k-ε两方程湍流模型,通过滑移网格技术,对列车高速驶入隧道所引起的压力波动进行了计算。通过将不同缓冲结构形式对隧道气动效应的减缓效果进行对比,选定出了此缓冲结构的最优形式。研究结果表明在隧道内部设置联通式内缓冲结构对于初始压缩波压力最大值pmax的降低效果并不显著,但可以大幅降低压力梯度最大值(dp/dt)max。联通式内缓冲结构开口数量n、距隧道入口距离l1、开口通道长度l2、横向通道与轴向通道的水力直径之比d1/d2以及横向通道长度l3等参数都会对隧道气动效应的减缓效果有一定程度的影响。当联通式内缓冲结构开口数量n=3,距隧道入口距离l1=20 m,开口通道长度l2=10 m,横向通道与轴向通道的水力直径之比d1/d2=1∶1,横向通道长度l3=2 m时,对隧道气动效应的缓冲效果最佳,可达37.68%。故设置联通式缓冲结构在一定程度上可以有效减缓隧道气动效应。