高速铁路隧道空气动力学

前言

第1章绪论

1.1铁路速度的演化过程

1.2高速铁路隧道空气动力学研究的内容及意义

1.3高速铁路隧道空气动力学的研究方法

1.4本书特色和主要内容

参考文献

第2章列车外部空气绕流和压力波现象

2.1明线上高速列车外部空气绕流特点

2.2明线上高速列车会车压力波的特征

2.3列车通过隧道诱发空气流动的特征

2.4隧道压力波的特征

参考文献

第3章隧道内空气流动的一维非定常模型

3.1一维流动模型的合理性与几何模型的简化

3.2一维流动模型分类

3.3一维可压缩非定常不等熵流动模型

3.4模型中若干项的处理

3.5一维可压缩非定常不等熵流动模型其他形式的表达式

3.6隧道内列车空气阻力的计算方法

参考文献

第4章隧道内空气流动的特征线数值方法

4.1特征线方法的基本概念

4.2广义黎曼变量特征线法简介

4.3有量纲特征线方程

4.4无量纲特征线方程

4.5特征方程的数值过程

4.6一维可压缩非定常不等熵流动简单问题示例

参考文献

第15章单列车通过简单结构隧道时的边界条件

5.1隧道结构的空气动力学特征分类

5.2边界条件的特点与分类

5.3车头车尾驶入隧道瞬间的边界条件

5.4隧道内车头车尾端边界条件

5.5车头车尾驶出隧道瞬间的边界条件

5.6隧道端口的边界条件

参考文献

第6章两列车隧道内会车时的边界条件

6.1隧道内会车过程边界条件的分类

6.2车头和车头交错瞬间的边界条件

6.3车头和车尾交错瞬间的边界条件

6.4车尾和车尾交错瞬间的边界条件

参考文献

第7章复杂结构隧道边界条件

7.1复杂隧道结构的空气动力学分类

7.2隧道净空断面突变结构的可压缩定常不等熵流动模型

7.3隧道断面突变结构的不可压缩定密度准定常流动模型

7.4“三通管”流动特点与近似处理方法

7.5列车远离“三通管”接头时的边界条件

7.6列车车头通过“三通管”接头处瞬间的边界条件

7.7列车车尾通过“三通管”接头处瞬间的边界条件

参考文献

第8章网格系统及程序设计

8.1列车通过隧道过程中的网格特点

8.2压缩型网格与伸长型网格

8.3单列车通过简单结构隧道时的网格系统

8.4隧道内会车时的网格系统

8.5计算复杂结构隧道内空气流动时的坐标系

参考文献

第9章隧道压力波特性与防治措施

9.1高速铁路隧道压力波的基本特征

9.2简单结构隧道压力波的影响因素

9.3竖井对隧道压力波的影响

9.4横通道对隧道压力波的影响

9.5隧道净空面积突变对压力波的影响

9.6国内外司乘人员压力舒适度标准简介

9.7国外高速铁路隧道断面净空值简介

9.8国内高速铁路隧道断面净空值简介

9.9高速列车车内压力控制技术概述

参考文献

第10章洞口微压波现象及其防治措施

10.1洞口微压波现象及其影响因素

10.2洞口微压波预测方法

10.3初始压缩波的形成过程与确定方法

10.4初始压缩波隧道内传播特性的数值模拟方法

10.5隧道方面减缓微压波的技术措施

10.6列车方面减缓微压波的技术措施

参考文献

　　本书在参考国内外研究成果的基础上，较为系统地介绍了高速列车通过隧道所产生的压力波和微压波现象及其研究方法和影响因素。本书系统地介绍了一维可压缩非定常不等熵流动模型与广义黎曼变量特征线数值方法及其在简单结构隧道和复杂结构隧道中的应用，论述了隧道压力波的特征与防治措施；总结了高速列车车内人员压力舒适性问题与国内外标准，以及压力控制技术和空气动力学设计与评价方法；归纳了洞口微压波现象、形成机理、防治措施及数值分析方法。　　本书是第一本系统论述高速铁路隧道空气动力学的专著，比较详尽地阐述了基于一维可压缩非定常不等熵流动模型及广义黎曼变量特征线法研究隧道空气动力学的理论基础。本书共计10章，内容包括：绪论、列车外部空气绕流和压力波现象、隧道内空气流动的一维非定常模型、隧道内空气流动的特征线数值方法、单列车通过简单结构隧道时的边界条件、两列车隧道内会车时的边界条件、复杂结构隧道边界条件、网格系统及程序设计、隧道压力波特性与防治措施和洞口微压波现象及其防治措施等。　　本书适合土木工程、车辆工程以及高速铁路相关领域的科研、设计、试验和运营管理等方面的人员阅读和参考，并可作为高等院校相关专业的硕士和博士研究生的教学参考用书。