基于多孔介质的高速铁路透风式挡风墙关键参数研究
文档名：基于多孔介质的高速铁路透风式挡风墙关键参数研究
摘要：合理的匹配参数是风区铁路沿线防风设施研究的关键问题.针对风区铁路沿线部分区段混凝土实心挡风墙出现的环境风越过挡风墙顶导致严重的弓网离线、无法正常升弓,危及铁路行车安全问题,提出改"堵"为"疏",通过一定的透风率来调控挡风墙后的线路风场,从而为缓解上述现象提供一种新思路,其关键问题在于透风式挡风墙关键参数与防风效果的合理匹配.为此,基于多孔介质的自身特性,提出一种基于多孔介质的挡风墙风场新研究方法,将挡风墙透风率与防风效果的合理匹配问题转化为多孔介质的阻力系数与列车气动载荷的关系研究.首先,通过比较数值模拟结果与兰新高铁挡风墙风场现场试验结果,修正并验证数值模拟方法的准确性.然后,通过数值模拟研究进一步探究多孔介质阻力参数与挡风墙透风率之间的关系,获得风区铁路沿线透风式挡风墙关键参数最优区间.研究结果表明:可以采用多孔介质代替挡风墙几何进行挡风墙风场研究,能够显著提升研究效率;多孔介质的黏性阻力系数在挡风墙风场研究中可以忽略,多孔介质的惯性阻力系数与挡风墙的透风率呈幂函数关系;风区铁路沿线透风式挡风墙高度为3.5m,透风率在24.4%～28.7%区间时,对一线、二线列车的防风效果最好.
Abstract：Reasonableparametermatchingisakeyissueinthestudyofwindbreakfacilitiesalonghigh-speedrailways.Thispaperaimsattheproblemthattheambientwindinsomesectionsoftheconcretesolidwindbreakwillcrossthetopofthewall,causingseriouspantograph-catenaryofflineandunabletoraisethebownormally,whichendangersthesafetyofthetrain.Thisstudyproposedchanging"blocking"to"diversion",andregulatingthewindfieldofthelinebehindthewindbreakwallthroughacertainventilationrate,providinganewideatoalleviatetheabovephenomenon.Thecoreproblemliedintheprecisematchingofthekeyparametersoftheventilatedwindbreakandthewindproofeffect.Therefore,basedonthecharacteristicsofporousmedia,thispaperproposedanewresearchmethodforthewindfieldofwindbreakwallsbasedonporousmedia,whichtransformedtheproblemofprecisematchingbetweenventilationrateandwindproofeffectintotherelationshipbetweenthedragcoefficientofporousmediaandtheaerodynamicloadoftrains.First,theaccuracyofthenumericalsimulationmethodusedinthispaperwascorrectedandverifiedbycomparingthenumericalsimulationwiththefieldtestresultsofthewindfieldoftheLanzhou-Xinjianghigh-speedrailwaywindbreak.Thentherelationshipbetweentheresistanceparametersoftheporousmediumandtheventilationrateofthewindbreakwasprovedthroughnumericalresearch.Theoptimalparameterrangeofthewindbreakforthehigh-speedrailwaywasobtained.Theresultsaredrawn.Porousmediacanbeusedinsteadofthegeometryofthewindbreakwalltostudythewindfieldofthewindbreak,whichcansignificantlyimprovetheresearchefficiency.Theviscousdragcoefficientoftheporousmediumcanbeignoredinthestudyofthewindfieldofthewindbreak,andtheinertialdragcoefficientoftheporousmediumhasapowerfunctionrelationshipwiththeporosityofthewindbreak.Whentheheightofthewindbreakis3.5mandtheporosityisintherangeof24.4%～28.7%,thewindproofeffectonthefirstandsecondlinetrainsisthebest.
作者：钟睦 王田天 梁习锋 鲁寨军 闫宏凯 乐天晗 刘东润 Author：ZHONGMu WANGTiantian LIANGXifeng LUZhaijun YANHongkai LETianhan LIUDongrun
作者单位：中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室,湖南长沙410075;中南大学轨道交通安全关键技术国际合作联合实验室,湖南长沙410075;中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心,湖南长沙410075中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司,新疆乌鲁木齐830011广州地铁设计研究院股份有限公司,广东广州510010
刊名：铁道科学与工程学报
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(3)
分类号：U270.33
关键词：高速铁路挡风墙多孔介质透风率气动性能
Keywords：high-speedrailwaywindbreakporousmediaporosityaerodynamicperformance
机标分类号：U238U448.13F532.3
在线出版日期：2024年4月12日
基金项目：国家重点研发计划，中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司揭榜挂帅课题，中国铁路乌鲁木齐局集团有限公司揭榜挂帅课题基于多孔介质的高速铁路透风式挡风墙关键参数研究[
期刊论文]铁道科学与工程学报--2024, 21(3)钟睦王田天梁习锋鲁寨军闫宏凯乐天晗刘东润合理的匹配参数是风区铁路沿线防风设施研究的关键问题.针对风区铁路沿线部分区段混凝土实心挡风墙出现的环境风越过挡风墙顶导致严重的弓网离线、无法正常升弓,危及铁路行车安全问题,提出改"堵"为"疏",通过一定的透风率...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
本文读者也读过
相似文献
相关博文
基于多孔介质的高速铁路透风式挡风墙关键参数研究Key parameters of a porous windbreak for high-speed railways based on porous media
基于多孔介质的高速铁路透风式挡风墙关键参数研究.pdf
页:
[1]