断面形状对重载铁路隧道活塞风的影响

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作者 韩治平 王慧军 +4 位作者 杨锟 刘杰 吴怡蒙 撒占友 王昊 《安全与环境工程》 北大核心 2026年第1期140-148,共9页

重载铁路隧道内列车活塞效应引发的隧道活塞风特性,直接影响行车安全及洞内扬尘控制。为研究隧道断面形状对活塞风的影响,采用现场实测和数值模拟方法研究了重载列车通过不同断面形状的隧道时的风流场特性。结果表明:①隧道断面形状对... 重载铁路隧道内列车活塞效应引发的隧道活塞风特性,直接影响行车安全及洞内扬尘控制。为研究隧道断面形状对活塞风的影响,采用现场实测和数值模拟方法研究了重载列车通过不同断面形状的隧道时的风流场特性。结果表明:①隧道断面形状对列车驶入隧道所引发活塞风的特性具有显著影响,列车通过时,隧道内风压值与车身表面压力梯度均随断面形状变化,并表现为从马蹄形、高墙形到高拱形隧道依次升高的趋势,马蹄形隧道入口处产生的涡结构最小且流场较稳定,风流紊流被显著削弱,而高墙形和高拱形隧道产生的涡结构较大;②车尾进入隧道时,隧道外活塞风的影响范围由小到大依次为马蹄形、高墙形、高拱形隧道,在尾流区,马蹄形隧道内强涡量区的中心区域更为连续,降低了隧道内气流的不稳定性。研究结果可为掌握重载列车通过隧道时的风流场特性及其对扬尘的影响提供参考。 展开更多

关键词 重载列车 铁路隧道 活塞风 断面形状 风流场特性

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地铁隧道列车运行时活塞风换气次数预测研究

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作者 张帅东 赵蕾 +1 位作者 何磊 邓保顺 《地下空间与工程学报》 北大核心 2025年第S1期480-486,522,共8页

目前对地铁隧道活塞风的研究多基于现场实测或CFD模拟,但结论缺乏普适性。结合工程实际,利用IDA tunnel软件建立了隧道通风一维模型,探究了列车长度(60 m~360 m)、行驶速度(10 m/s~100 m/s)、发车时间间隔(120 s~600 s)、区间隧道长度(1... 目前对地铁隧道活塞风的研究多基于现场实测或CFD模拟,但结论缺乏普适性。结合工程实际,利用IDA tunnel软件建立了隧道通风一维模型,探究了列车长度(60 m~360 m)、行驶速度(10 m/s~100 m/s)、发车时间间隔(120 s~600 s)、区间隧道长度(1000 m~10000 m)和阻塞比(0.1~0.9)等5个因素对隧道内动态活塞风速以及通风换气次数的影响规律,并对仿真结果的正确性进行了验证。最后利用灰关联分析法分析了各因素对通风换气次数的影响强弱,采用多元回归分析法拟合得到了包含这五个影响因素的隧道通风换气次数的预测关联式。结果表明:阻塞比、列车速度、区间隧道长度、列车长度和发车时间间隔对通风换气次数的影响依次减弱;所提出的拟合关系式与模拟计算值和前人的研究成果的对比,吻合度较好,表明该拟合关联式可靠。 展开更多

关键词 IDA tunnel 多列车运行 最大活塞风速 隧道通风换气次数

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列车活塞风影响下寒区隧道温度场的变化规律 被引量：12

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作者 高焱 朱永全 +1 位作者 赵东平 耿纪莹 《西安建筑科技大学学报（自然科学版）》 CSCD 北大核心 2017年第1期118-124,共7页

为了研究列车活塞风对洞内温度场的影响,分别建立了二次衬砌、隔热层、一次衬砌及围岩的温度场计算模型,采用叠加原理、分离变量法和贝塞尔特征函数求得了列车活塞风影响下寒区隧道温度场的解析解.将解析解与现场实测结果进行比较,吻合... 为了研究列车活塞风对洞内温度场的影响,分别建立了二次衬砌、隔热层、一次衬砌及围岩的温度场计算模型,采用叠加原理、分离变量法和贝塞尔特征函数求得了列车活塞风影响下寒区隧道温度场的解析解.将解析解与现场实测结果进行比较,吻合较好.最后计算分析了不同行车速度和行车频率对洞内温度场及设防长度的影响.结果表明:在列车活塞风影响下,寒区隧道洞内温度变化明显,洞内气温出现正负交替的变化规律,不利于隧道内衬砌结构的防寒保温;列车行车速度和行车频率与单侧设防长度呈线性关系,该研究结论为寒区隧道的设计和防寒保温提供一定的理论支持. 展开更多

关键词 寒区隧道 活塞风 解析解 温度场 设防长度

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高速铁路隧道内列车活塞风和空气阻力的解析计算 被引量：17

4

作者 王韦 陈正林 魏鸿 《世界隧道》 EI 1999年第1期63-66,共4页

本文对高速铁路隧道内列车活塞风的计算方法进行了探讨,建立了反映竖井和会车影响的列车活塞风计算公式,在经典的原朝茂公式的基础上,对有竖井和会车工况下的高速列车的空气阻力进行了解析计算,计算结果可为工程设计提供参考。

关键词 高速铁路 列车活塞风 空气阻力 铁路隧道

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列车活塞风对寒区铁路隧道温度场的影响 被引量：5

5

作者 陶伟明 卢春房 +2 位作者 何川 郑波 吴剑 《铁道工程学报》 EI CSCD 北大核心 2024年第1期53-59,75,共8页

研究目的:列车通过隧道会产生活塞风,活塞风会将寒区隧道洞外冷空气带入洞内,导致洞内温度场分布发生变化,若对这种影响认识不到位,会导致洞内抗防冻措施不合理造成冻害发生,影响隧道运营安全。鉴于此,采用理论分析和数值模拟等方法,分... 研究目的:列车通过隧道会产生活塞风,活塞风会将寒区隧道洞外冷空气带入洞内,导致洞内温度场分布发生变化,若对这种影响认识不到位,会导致洞内抗防冻措施不合理造成冻害发生,影响隧道运营安全。鉴于此,采用理论分析和数值模拟等方法,分析列车活塞风对隧道洞内温度场的影响机制,研究列车活塞风对寒区特长铁路隧道洞内温度场的影响规律,为寒区隧道抗防冻设计提供技术支撑。研究结论:(1)冬季列车通过隧道后,活塞风会引起洞内温度场在短时间内显著变化,列车活塞风对洞内温度场持续影响时间较短,列车通过后,洞内温度场会逐渐恢复,特别是当列车频次较小时,基本可恢复到自然通风条件下状态;(2)行车频次导致洞内纵向负温长度增大或减小率均在1%左右;随着围岩温度的增大,隧道洞内纵向负温长度显著降低,且围岩温度越高,活塞风作用方向对洞内温度场影响越小;(3)考虑活塞风对寒区隧道防寒抗冻影响时,应重点考虑其对两侧水沟抗防冻的影响;由于局部衬砌会出现交替冻融现象,隧道结构设计时,应对衬砌耐久性做一定的考虑;(4)本研究成果可供寒区特长铁路隧道建设参考,特别是单向自然风条件下铁路隧道抗防冻设计。 展开更多

关键词 铁路隧道 列车活塞风 自然风 纵向温度场 防冻设计

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列车停靠隧道内救援站过程中活塞风变化的数值模拟分析 被引量：12

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作者 曾艳华 白赟 +1 位作者 周小涵 阮亮红 《中国铁道科学》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第4期128-133,共6页

采用流体动力学数值模拟软件FLUENT的动网格技术,建立列车驶向隧道内救援站的动网格模型,模拟和分析列车在驶向救援站的过程中(分别以匀速、减速和停车3种行驶状态运行时)处于不同位置的断面活塞风变化情况。结果表明:当列车匀速刚驶进... 采用流体动力学数值模拟软件FLUENT的动网格技术,建立列车驶向隧道内救援站的动网格模型,模拟和分析列车在驶向救援站的过程中(分别以匀速、减速和停车3种行驶状态运行时)处于不同位置的断面活塞风变化情况。结果表明:当列车匀速刚驶进隧道时,列车侧面环腔区域的活塞风方向与列车运行方向相反,之后,在列车匀速和减速状态下的活塞风方向与列车运行方向相同,但由于列车的行驶速度远大于活塞风的速度,因此当列车中后部发生火灾时所产生的烟气不会从列车尾部流向列车头部;当列车停靠在救援站中部时,救援站入口、出口及中部环腔区域内的活塞风由列车尾部流向列车头部方向,并在列车停车5min后活塞风的速度方能衰减到2.0m·s^(-1)以下;在列车停靠救援站的过程中,火灾烟气将流入疏散横通道。建议在进行救援站通风排烟设计时,重视列车停靠救援站初期的活塞风对列车火灾烟气流动的影响,以保证列车内人员安全疏散。 展开更多

关键词 活塞风 列车行驶状态 救援站 疏散横通道 铁路隧道

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无竖井单线隧道活塞风影响因素分析 被引量：3

7

作者 贺江波 吴喜平 边志美 《城市轨道交通研究》 2007年第3期46-50,共5页

采用非恒定流活塞风计算理论,按列车行驶在单线无竖井隧道中的不同位置,分四种情况(列车部分进入隧道,列车全部进入隧道,列车部分驶出隧道,列车全部驶出隧道后活塞风的衰减过程)建立了简化的活塞风分析数学模型。在此基础上,通过MATLAB... 采用非恒定流活塞风计算理论,按列车行驶在单线无竖井隧道中的不同位置,分四种情况(列车部分进入隧道,列车全部进入隧道,列车部分驶出隧道,列车全部驶出隧道后活塞风的衰减过程)建立了简化的活塞风分析数学模型。在此基础上,通过MATLAB软件进行数值求解,得到列车经过某区间隧道时的活塞风速度变化情况。分析了列车运行速度、列车长度、列车对隧道的阻塞比以及区间隧道长度对活塞风的影响。本方法可以作为列车以不同速度行驶在各种单线、无竖井隧道内活塞风速度的试用计算工具。 展开更多

关键词 列车 隧道 活塞风 非恒定流

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隧道坡度对地铁列车火灾烟气蔓延特性影响研究 被引量：8

8

作者 周丹 李慎宇 +1 位作者 王哲 陈涛 《安全与环境学报》 CAS CSCD 北大核心 2022年第2期733-741,共9页

为了探究隧道坡度对地铁列车发生火灾时烟气蔓延特性的影响,采用计算流体力学软件Fluent,对精细化地铁列车模型在坡度隧道内携火源运动情况下的流场速度、烟气逆流规律进行了数值模拟,并通过火灾动模型试验验证了数值模拟方法的准确性... 为了探究隧道坡度对地铁列车发生火灾时烟气蔓延特性的影响,采用计算流体力学软件Fluent,对精细化地铁列车模型在坡度隧道内携火源运动情况下的流场速度、烟气逆流规律进行了数值模拟,并通过火灾动模型试验验证了数值模拟方法的准确性。结果表明:列车运行过程中发生火灾时,活塞风主导了烟气的运动,随着活塞风不断衰减,烟气最终会发生逆流;坡度对隧道内烟气蔓延规律的影响主要体现在列车减速停车后,当列车静止一段时间,即t≥100 s时,隧道拱顶下方烟气流速峰值随坡度增大而增大,但烟气浓度峰值随坡度增大而减小,并且隧道坡度越大,烟气的逆流时刻越晚,逆流速度越小,上游的浓度也越低。 展开更多

关键词 安全工程 隧道坡度 地铁列车 活塞风 流速 浓度

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活塞风对接触线气动性能的影响研究 被引量：1

9

作者 王国志 陈荣 +2 位作者 邓斌 刘桓龙 张莉娜 《机车电传动》 北大核心 2012年第6期43-46,共4页

借助流体动力学分析软件Star-CD,利用动网格技术,建立了不同车速下钝形和流线型列车通过隧道时的二维模型。分析了活塞风特性及其对接触网系统中接触线气动性能的影响情况。研究表明:在6 m高的接触线处,钝形列车形成的活塞风vy的最大值... 借助流体动力学分析软件Star-CD,利用动网格技术,建立了不同车速下钝形和流线型列车通过隧道时的二维模型。分析了活塞风特性及其对接触网系统中接触线气动性能的影响情况。研究表明:在6 m高的接触线处,钝形列车形成的活塞风vy的最大值约为流线型的2倍,接触线受到向上的最大抬升力约为流线型的4倍;在其他条件相同时,列车速度每增加10 m/s,接触线受到向上的最大抬升力增加约1倍。 展开更多

关键词 列车 隧道 活塞风 接触线 抬升力 气动性能

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列车经过某单线无竖井隧道时的活塞风速计算 被引量：4

10

作者 贺江波 边志美 吴喜平 《上海节能》 2006年第6期83-87,共5页

采用非恒定流活塞风计算理论,按列车行驶在隧道中的不同位置分四种情况计算活塞风风速,并通过MATLAB软件进行数值求解,得到列车经过某区间隧道时的活塞风速度,为地铁环控系统设计中计算活塞风引起的空调能耗以及降低地铁能耗提供一定的... 采用非恒定流活塞风计算理论,按列车行驶在隧道中的不同位置分四种情况计算活塞风风速,并通过MATLAB软件进行数值求解,得到列车经过某区间隧道时的活塞风速度,为地铁环控系统设计中计算活塞风引起的空调能耗以及降低地铁能耗提供一定的参考。 展开更多

关键词 列车 隧道 活塞风 非恒定流

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高速列车过隧道时对接触网安全性的影响分析 被引量：5

11

作者 王国志 孙海振 +2 位作者 于兰英 柯坚 吴文海 《铁道标准设计》 北大核心 2016年第10期118-121,共4页

为研究高速列车过隧道时对接触网系统安全性的影响,采用数值模拟的方法,利用滑移网格技术,对不同编组的高速列车以350 km/h的速度分别通过单线隧道和双线隧道的过程进行仿真,通过监测吊柱位置处的气流速度和气体压力,得到隧道内活塞风特... 为研究高速列车过隧道时对接触网系统安全性的影响,采用数值模拟的方法,利用滑移网格技术,对不同编组的高速列车以350 km/h的速度分别通过单线隧道和双线隧道的过程进行仿真,通过监测吊柱位置处的气流速度和气体压力,得到隧道内活塞风特性;基于气动特性仿真结果,对接触线风振响应进行模拟仿真,得到隧道内接触线位移偏量范围。结果表明,列车编组越多,隧道断面越小,列车车速越大,形成的列车风速度越大,气动特性越显著;列车进入隧道入口瞬间,接触线有最大正向位移偏量为2.92 mm。 展开更多

关键词 高速列车 P隧道 接触网 安全性 数值模拟 活塞风 风振响应

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地铁水平活塞风阀速度场特性实测研究 被引量：1

12

作者 王丽慧 龚伟 +2 位作者 宋洁 沈哲强 阎正才 《制冷学报》 CAS CSCD 北大核心 2012年第5期54-59,65,共7页

通过对不同工况下车站两端水平活塞风阀速度场的实测研究,得到进站端和出站端水平活塞风阀风速值分别呈现3个和2个典型变化阶段,定量分析了各阶段风速持续时间和换气体积特点。对比分析得到出站端水平活塞风阀的风速持续时间和速度特征... 通过对不同工况下车站两端水平活塞风阀速度场的实测研究,得到进站端和出站端水平活塞风阀风速值分别呈现3个和2个典型变化阶段,定量分析了各阶段风速持续时间和换气体积特点。对比分析得到出站端水平活塞风阀的风速持续时间和速度特征值均高于进站端水平活塞风阀,双风井同时开启工况风阀处换气体积最大,区间通风效果最佳,其次为单独开启出站端活塞风井的工况。 展开更多

关键词 市政工程 现场实测 进站端 出站端 水平活塞风阀 换气体积

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高速铁路双竖井隧道列车空气阻力计算 被引量：5

13

作者 陈正林 王建宇 魏鸿 《世界隧道》 1998年第6期1-5,共5页

在高速列车空气阻力计算中,多竖井隧道的列车空气阻力计算比较复杂,其难点在于多竖井的活塞风计算。本文试图通过建立双竖井隧道的活塞风计算公式,以解决双竖井隧道空气阻力计算的困难。

关键词 高速列车 空气阻力 双竖井活塞风 隧道

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站台屏蔽门样机结构性能检测及分析 被引量：1

14

作者 任珺 张仲强 单磊 《上海计量测试》 2022年第2期9-11,共3页

以站台屏蔽门样机检测为例,在列车活塞风和人群挤压荷载的最不利工况组合情况下,进行了联合加载试验。总结了站台屏蔽门在等效风荷载和人群挤压荷载联合作用下的结构性能检测方法,并证明该检测方法是切实可行的。

关键词 站台屏蔽门 人群挤压荷载 列车活塞风

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地铁列车活塞风压导致的站台屏蔽门开关故障分析及改进措施 被引量：7

15

作者 韩二文 《城市轨道交通研究》 北大核心 2018年第8期142-145,共4页

基于地铁列车活塞风压对地铁车站站台屏蔽门开关的影响,通过分析和计算站台屏蔽门门体所需的最大推力,对行车间隔加密后因列车活塞风压增大导致站台屏蔽门开关发生故障的现象进行故障分析,提出了故障处理方案。该方案在西安地铁2号线实... 基于地铁列车活塞风压对地铁车站站台屏蔽门开关的影响,通过分析和计算站台屏蔽门门体所需的最大推力,对行车间隔加密后因列车活塞风压增大导致站台屏蔽门开关发生故障的现象进行故障分析,提出了故障处理方案。该方案在西安地铁2号线实施后,站台屏蔽门故障下降了48.6%。 展开更多

关键词 地铁 站台屏蔽门 开关故障 列车活塞风压

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京张高铁八达岭隧道及地下站活塞风效应研究 被引量：6

16

作者 闫树龙 叶雷 +1 位作者 杨启凡 余涛 《铁道标准设计》 北大核心 2020年第1期75-80,共6页

为分析高铁隧道及地下车站活塞风效应,采用经三维CFD数值模拟验证后的一维数值模拟计算方法,建立京张高铁八达岭隧道及半高安全门地下车站通风网络模型,计算不同工况下进出站人行通道风速,并评估通道内人员安全性。结果表明:一维数值模... 为分析高铁隧道及地下车站活塞风效应,采用经三维CFD数值模拟验证后的一维数值模拟计算方法,建立京张高铁八达岭隧道及半高安全门地下车站通风网络模型,计算不同工况下进出站人行通道风速,并评估通道内人员安全性。结果表明:一维数值模拟方法能准确预测咽喉区气流分布及通道风速;列车正常运营产生的活塞风直接影响站内气流,进出站人行通道内风速最高可达8.3 m/s;风速最大负值出现在两个区间分别有列车往隧道外以最大速度行驶时,风速最大正值出现在两个区间分别有列车以最大速度进站并在车站附近会车时;单车越行和两车会车时,通道内最高风速分别可达4.6 m/s和7.6 m/s;通过人员安全性分析,得到本模拟计算的通道内最大风速8.3 m/s在安全范围内,只是部分人员感觉不舒适。研究结果可用于高铁地下站通风系统的安全和舒适设计。 展开更多

关键词 高速铁路 地下车站 活塞风效应 数值模拟 列车会车 人员安全风速

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某机场APM线站台屏蔽门样机结构性能检测及分析 被引量：1

17

作者 刘晓松 吴永昌 +2 位作者 许文君 邢宇帆 何宇聪 《城市轨道交通研究》 北大核心 2018年第7期34-36,40,共4页

以某机场APM线站台屏蔽门样机检测为例,分析了作用于其上的荷载类型及荷载工况组合情况。在列车活塞风和人群挤压荷载的最不利组合工况下,进行了联合加载试验,得到各测点杆件的位移变形量;将有限元模拟和实测数值进行比较,同时对比人群... 以某机场APM线站台屏蔽门样机检测为例,分析了作用于其上的荷载类型及荷载工况组合情况。在列车活塞风和人群挤压荷载的最不利组合工况下,进行了联合加载试验,得到各测点杆件的位移变形量;将有限元模拟和实测数值进行比较,同时对比人群挤压面荷载和人群挤压线荷载的作用效应,以供同行参考。 展开更多

关键词 地铁 站台屏蔽门 人群挤压荷载 列车活塞风 有限元模拟

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地铁列车进站过程中活塞风对站台屏蔽门的影响——以杭州地铁为例 被引量：5

18

作者 董梦雪 赵帅帅 《河南科学》 2021年第10期1575-1580,共6页

以活塞风为研究对象,采用SST k-ω模型进行非定常计算,研究了地铁列车进站过程中产生的活塞风对站台全封闭屏蔽门的影响.研究结果表明,在列车进站过程中,活塞风井对活塞风的疏导作用与列车位置相关,距离车头位置越近的活塞风井对活塞风... 以活塞风为研究对象,采用SST k-ω模型进行非定常计算,研究了地铁列车进站过程中产生的活塞风对站台全封闭屏蔽门的影响.研究结果表明,在列车进站过程中,活塞风井对活塞风的疏导作用与列车位置相关,距离车头位置越近的活塞风井对活塞风的疏导作用越大;列车在进站过程中会引起屏蔽门表面压力发生变化,该压力在车头通过第一个活塞风井后达到峰值,站台屏蔽门破损风险较大,且越靠近该活塞风井的屏蔽门表面压力波动幅值越大;在列车进站过程中,活塞风井内存在着回流区,且该回流区不断发展演化,与列车对空气挤压产生的活塞风相互叠加,导致屏蔽门表面压力反复振荡. 展开更多

关键词 活塞风 地铁列车 站台屏蔽门 非定常流动

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活塞风及纵向通风综合作用下的隧道火灾烟气控制 被引量：1

19

作者 李盎 曹松 《科技资讯》 2021年第14期97-101,106,共6页

着火列车在隧道内迫停时,人员疏散阶段的烟气流动同时受到残余活塞风、射流风机诱导形成的综合纵向风速的影响。该文基于活塞风的衰减及射流发展过程,对临界风速烟气控制方案进行分析,结果表明:当列车头部着火时,可采用经验公式计算得... 着火列车在隧道内迫停时,人员疏散阶段的烟气流动同时受到残余活塞风、射流风机诱导形成的综合纵向风速的影响。该文基于活塞风的衰减及射流发展过程,对临界风速烟气控制方案进行分析,结果表明:当列车头部着火时,可采用经验公式计算得到的临界风速进行通风控制;当列车尾部着火时,纵向通风风速应该大于经验公式计算得到的临界风速。 展开更多

关键词 隧道通风 列车火灾 临界风速 活塞风 射流风机

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列车运行速度对安全门地铁站台热环境的影响研究 被引量：3

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作者 朱培根 韦炜致 孔维同 《建筑热能通风空调》 2018年第11期47-50,58,共5页

为了分析夏热冬冷地区空调季时,不同列车牵引速度对安全门车站热环境的影响,本文以南京下马坊地铁站作为典型研究,建立车站活塞风CFD模型。对60 km/h,70 km/h,80 km/h,90 km/h和100 km/h不同列车牵引过程进行模拟分析,得到车站及附近区... 为了分析夏热冬冷地区空调季时,不同列车牵引速度对安全门车站热环境的影响,本文以南京下马坊地铁站作为典型研究,建立车站活塞风CFD模型。对60 km/h,70 km/h,80 km/h,90 km/h和100 km/h不同列车牵引过程进行模拟分析,得到车站及附近区间隧道流场和温度场的变化规律,并计算出不同工况下的掺混系数及其对站台活塞风的掺混效果。结果表明,随着列车最高运行时速的增大,活塞风作用时间变短,进入车站的活塞风量变大。掺混系数值依次为0.166,0.175,0.185,0.200和0.218。在列车发车后20 s至50 s内,车站人员头部区域空气温度升高,升温速率加快,空气流速增快,人员热不舒适感增强。 展开更多

关键词 列车牵引 站台热环境 活塞风 掺混系数 安全门

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