高原高铁长大隧道列车空气阻力特征研究

1 论文标题：高原高铁长大隧道列车空气阻力特征研究

2 作者信息：魏 康, 梅元贵*：兰州交通大学甘肃省轨道交通力学应用工程实验室，甘肃 兰州

3 出处和链接：魏康, 梅元贵. 高原高铁长大隧道列车空气阻力特征研究[J]. 力学研究, 2023, 12(4): 125-134. https://doi.org/10.12677/IJM.2023.124013

4 摘要：列车通过隧道时的空气阻力比明线运行时的阻力大得多，且受到列车速度的严重影响，列车在高海拔大坡道长大隧道运行时，会承受海拔高度的持续性变化带来的阻力影响，为分析高原高铁长大隧道列车空气阻力特征，本文采用一维可压缩非定常不等熵流动模型，考虑了隧道海拔和坡度的影响，建立了高海拔、大坡度工况下的空气阻力计算方法，在论证了研究方法 正确性的基础上，分析了单列车通过和两列车中央等速交会工况下的空气阻力的形成机理，研究了海拔高度对空气阻力的影响特性。研究结果表明：列车进入隧道，冲击原本静止的空气场，同时诱发隧道压力波，致使空气阻力急剧增加，而后受到压力波的影响呈现出特定变化规律，与单列车通过隧道不同的是，列车交会过程中，阻力和压力会出现剧烈的降低和增加；空气阻力随着海拔高度的增加，呈现线性降低的趋势，隧道平均空气阻力因子随着海拔高度的增加，呈现出拟线性增加的趋势。本文的研究成果可为列车通过大坡道长大隧道时，列车的牵引功率配比和阻力预测提供基础数据。