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1 绪论1

1.1 国内外高速铁路发展现状1

1.2 国内外高速铁路隧道气动效应研究现状5

1.2.1 国内外高速铁路隧道概况5

1.2.2 高速铁路隧道气动效应涉及的科学问题13

1.2.3 高速铁路隧道空气动力学国外研究现状15

1.2.4 高速铁路隧道空气动力学国内研究现状17

1.2.5 高速铁路隧道气动效应研究方法18

1.3 隧道空气动力学术语21

2 高速铁路隧道空气动力学理论28

2.1 隧道空气动力学理论简介28

2.2 高速铁路隧道气动效应理论31

2.2.1 车内与隧道内瞬变压力31

2.2.2 洞口微气压波43

2.2.3 隧道内列车风47

2.2.4 列车空气阻力47

2.2.5 气动噪声55

3 高速铁路隧道气动效应数值模拟计算58

3.1 高速铁路隧道气动效应数值模拟方法58

3.1.1 数值模拟主要方法58

3.1.2 数值模拟的基本控制方程60

3.1.3 数值模拟主要软件简介72

3.2 高速铁路隧道气动效应数值模拟关键技术74

3.2.1 动网格技术74

3.2.2 滑移网格理论78

3.2.3 车体表面附面层处理技术79

3.3 高速铁路隧道气动效应数值模拟计算过程81

3.3.1 数值模拟前处理81

3.3.2 数值模拟过程83

3.3.3 计算工况及后处理85

3.4 高速铁路隧道气动效应优化技术97

3.4.1 代理模型技术98

3.4.2 多学科敏度分析99

3.4.3 多学科设计优化环境100

4 高速铁路隧道气动效应测试技术101

4.1 测试内容101

4.2 测试方法103

4.3 测点布置104

4.4 测试设备106

4.4.1 传感器性能的主要指标106

4.4.2 传感器选取原则108

4.4.3 传感器动态标定111

4.4.4 数据采集系统114

4.4.5 无线传输与控制系统115

4.5 评判标准119

4.6 关键测试技术122

4.6.1 长大隧道气动效应测试技术122

4.6.2 非恒定流空气附加阻力测试技术123

4.6.3 附属设施气动力测试技术124

4.6.4 动车组隧道内高速交会测试技术125

5 高速铁路单洞双线隧道气动效应测试分析126

5.1 动车组车体内外压力测试及变化规律127

5.1.1 车内外瞬变压力随车速的变化规律127

5.1.2 气动压力与隧道长度的关系130

5.1.3 气动压力与隧道交会位置的关系131

5.1.4 车体两侧压差对比分析133

5.1.5 不同类型动车组隧道气动效应的对比分析135

5.1.6 小结135

5.2 隧道内瞬变压力测试及变化规律137

5.2.1 列车速度与瞬变压力关系137

5.2.2 车型对瞬变压力的影响139

5.2.3 单列通过隧道与隧道内交会时瞬变压力关系142

5.2.4 隧道长度与瞬变压力关系143

5.2.5 隧道内瞬变压力与车内压力的对比分析147

5.2.6 辅助坑道对瞬变压力的影响分析149

5.2.7 小结151

5.3 高速铁路隧道洞口微气压波测试及变化规律152

5.3.1 列车速度与微气压波关系152

5.3.2 隧道长度与微气压波关系158

5.3.3 空间立体角对隧道洞口微气压波的影响161

5.3.4 不同缓冲结构对隧道洞口微气压波影响分析162

5.3.5 辅助坑道对微气压波的影响分析169

5.3.6 单列动车组通过隧道与交会时洞口微气压波关系170

5.3.7 小结171

5.4 高速铁路隧道内列车风测试及变化规律173

5.5 高速铁路隧道内列车阻力测试及变化规律177

5.6 高速铁路气动效应对隧道内附属设施的影响185

6 高速铁路单线双洞隧道气动效应测试分析190

6.1 高速铁路单线双洞设计原则190

6.2 10号特长水下隧道气动效应测试分析191

6.2.1 10号隧道简介191

6.2.2 现场试验概况194

6.2.3 测试数据分析195

6.3 11号特长山岭隧道气动效应测试分析199

6.3.1 11号隧道简介199

6.3.2 现场试验概况201

6.3.3 测试数据分析202

7 成果及展望205

7.1 高速铁路隧道气动效应研究成果205

7.1.1 理论研究成果205

7.1.2 试验研究成果208

7.2 高速铁路隧道气动效应需要深化研究的科学问题211

参考文献214