高速铁路顶端开放式声障内部气动荷载数值模拟研究

摘要

对高速列车通过顶端开放形式的封闭声障产生的气动荷载问题进行数值模拟计算研究.首先将计算结果与文献结果进行对比，验证了求解方案的准确性和实用性，然后分析顶端开放宽度与列车运行速度对流场的压力、风速时空分布的影响.计算结果表明：顶端开放式声障的内部气动力特性与直立式声障相同，增大开放的宽度有利于控制声障内部测点的风速波动，也能够降低车头/车尾通过带来的湍流效应.另一方面，分析不同宽度和车速声障压力最值的变化，得出测点的压力最值与车速成正比，且与顶端开放宽度呈幂函数的关系.最后，不同顶端开放宽度工况下的风场会发生较大变化，顶端未开放工况下的最大总风速会大于开放工况.该研究结果可为开放式声障气动效应的相关研究以及结构设计提供参考.

关键词

高速列车 / 顶端开放式声障 / 气动荷载 / 重叠网格 / 计算流体动力学