风井缓冲结构参数对地铁列车气动性能的影响

随着地铁列车速度不断提升，列车高速通过隧道风井(缓冲结构)时隧道内交变压力显著增加，会对列车内乘客造成严重影响。本文采用滑移网格方法，通过模拟地铁列车由车站开始加速并以最大速度通过隧道风井缓冲结构过程的气动性能，分析风井缓冲结构的参数对隧道内交变压力的影响规律。研究结果表明：列车表面压力数值计算结果与实车试验结果较吻合。风井缓冲结构可以有效减小列车通过风井时的压力变化幅值，风井前缓冲结构对列车通过时的压力变化率影响较大，而对列车压力变化幅值影响较小，风井后缓冲结构可以有效减缓列车通过风井过程的压力突变。随着缓冲结构横截面积增大，列车通过风井时的压力变化幅值呈减小趋势，但不同缓冲结构下列车表面压力差异较小。当缓冲结构总长度一定时，随着风井后缓冲结构长度增加，列车表面压力变化幅值呈减小趋势；当风井后缓冲结构的长度由0 m增加至50 m时，头车表面压力幅值减小21.5%。