專利名稱：高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法及應用的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種聲屏障脈動力大小的確定方法及應用，尤其涉及一種高速鐵路中 聲屏障脈動力大小的確定方法及應用。
背景技術：
1964年10月1日，世界第一列高速列車在日本東京車站緩緩起動，并逐漸加速到 210km/h，朝著終點站飛馳而去，新干線列車的成功運營徹底粉碎了“鐵路處于夕陽時代”的 悲觀論調(diào)，世界鐵路從此步入高速時代。從此之后，世界各國紛紛借鑒日本的經(jīng)驗，陸續(xù)建 成自己的高速鐵路，采用和創(chuàng)造了許多先進的技術。我國自1996年以來的五次大提速使鐵 路產(chǎn)生了根本性的變化，加快了鐵路高速化的進程。2007年4月18日，中國鐵路進行了第六 次提速調(diào)圖，“和諧號”CRH系列動車組開始以200km/h的速度運行，部分區(qū)段最高運行速度 達到250km/h，中國鐵路從此進入高速時代。高速鐵路具有以下的技術優(yōu)勢行車速度高、 運能大、安全性高、全天候運行、能耗低、節(jié)約用地、環(huán)境污染輕、舒適度高，這些優(yōu)勢使得高 速鐵路在競爭中取得了巨大成功，取得了明顯的經(jīng)濟和社會效益。目前對于高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定主要通過實驗測量，沒有統(tǒng)一的理 論公式來解決確定高速鐵路中聲屏障脈動力的大小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明解決的技術問題是提供一種高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法， 克服現(xiàn)有技術不能精確確定高速鐵路中聲屏障脈動力大小的技術問題。本發(fā)明的技術方案是提供一種高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法，包括 如下步驟采用相關參數(shù)采集高速鐵路軌道中心線至聲屏障的距離，采集列車速度；確定
聲屏障脈動力高速鐵路中聲屏障脈動力P = 0.10563·(V/D)2，
其中P表示聲屏障脈動力；ν表示列車速度；D表示高速鐵路軌道中心線至聲屏 障的距離。本發(fā)明的進一步技術方案是在確定聲屏障脈動力步驟中，還包括采用動網(wǎng)格模 型模擬火車在流場中的高速運動計算運動邊界。本發(fā)明的進一步技術方案是在確定聲屏障脈動力步驟中，在采用動網(wǎng)格模型模 擬火車在流場中的高速運動的過程中，設置四面體非結構網(wǎng)絡的運動區(qū)。本發(fā)明的進一步技術方案是在確定聲屏障脈動力步驟中，在采用動網(wǎng)格模型模 擬火車在流場中的高速運動的過程中，對于運動區(qū)內(nèi)的高速列車表面生成近壁面邊界層網(wǎng) 格。本發(fā)明的進一步技術方案是在確定聲屏障脈動力步驟中，對計算域進行分區(qū)網(wǎng) 格劃分，采用混合網(wǎng)格劃分方法。
本發(fā)明的進一步技術方案是在確定聲屏障脈動力步驟中，包括采用混合網(wǎng)格模 型實現(xiàn)高速列車運動分析。本發(fā)明的進一步技術方案是在確定聲屏障脈動力步驟中，包括獲取聲屏障表面 的氣動力曲線。本發(fā)明的進一步技術方案是在確定聲屏障脈動力步驟中，獲取高速鐵路軌道中 心線至聲屏障的距離對聲屏障脈動力的影響。本發(fā)明的技術方案是將高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法應用于高速鐵路。本發(fā)明的技術效果是通過對高速鐵路中運行的列車采用流場分析的方法，并構 建高速列車模型，以動網(wǎng)格技術進行混合網(wǎng)格優(yōu)化計算運動邊界。本發(fā)明擬合的聲屏障脈 動力能精確地確定出高速鐵路中聲屏障脈動力的大小，簡便實用。


圖1為本發(fā)明的流程圖。圖2為本發(fā)明優(yōu)化的混合網(wǎng)格模型計算域。圖3為本發(fā)明優(yōu)化的混合網(wǎng)格模型計算域網(wǎng)格劃分圖。圖4為本發(fā)明模型中列車尺寸圖。圖5為本發(fā)明網(wǎng)格剖面圖。圖6為本發(fā)明高速列車邊界層層網(wǎng)格圖。圖7為本發(fā)明高速列車表面網(wǎng)格劃分。圖8為本發(fā)明由駛過列車對建筑物或構件產(chǎn)生的氣動力圖。圖9為本發(fā)明車速為200km/h的脈動力曲線圖。圖10為本發(fā)明車速為250km/h的脈動力曲線圖。圖11為本發(fā)明車速為300km/h的脈動力曲線圖。圖12為本發(fā)明車速為350km/h的脈動力曲線圖。圖13為本發(fā)明不同車速脈動力幅值比較圖。圖14為本發(fā)明車速為200km/h時不同距離的脈動力正峰值比較圖。圖15為本發(fā)明車速為250km/h時不同距離的脈動力正峰值比較圖。圖16為本發(fā)明車速為300km/h時不同距離的脈動力正峰值比較圖。圖17為本發(fā)明車速為350km/h時不同距離的脈動力正峰值比較圖。圖18為本發(fā)明在D = 6m時脈動力公式計算值與暫規(guī)相比較圖。圖19為本發(fā)明在D = 3m時脈動力公式計算值與暫規(guī)相比較圖。
具體實施例方式下面結合具體實施例，對本發(fā)明技術方案進一步說明。如圖1所示，本發(fā)明的具體實施方式
是提供一種高速鐵路中聲屏障脈動力大小 的確定方法，包括如下步驟步驟100 采用相關參數(shù)，即，采集高速鐵路軌道中心線至聲屏障的距離，采集列 車速度。
4 步驟200 確定聲屏障脈動力高速鐵路中聲屏障脈動力P = 0.10563· — ， 其中P表示聲屏障脈動力；ν表示列車速度；D表示高速鐵路軌道中心線至聲屏 障的距離。本發(fā)明中，高速鐵路中聲屏障脈動力P = 0.10563.f 二)，其中P表示聲屏障脈動
力；ν表示列車速度；D表示高速鐵路軌道中心線至聲屏障的距離。具體過程如下一、列車外部流場特性列車外流場的氣體流動狀態(tài)主要有兩種形式層流和湍流，層流是指流體的流動 是分層的，即兩層之間沒有相互混雜，互不干擾；湍流則與之相反，在湍流中，速度分量在其 平均值上還疊加有隨機的湍流脈動。邊界層由層流轉(zhuǎn)化為湍流的條件可以由臨界雷諾數(shù)來 判別，臨界雷諾數(shù)的定義式如下 式中Χ 為邊界層中的層流距離；U00為來流速度；υ為流體的運動粘性系數(shù)，運
動粘性系數(shù)等于流體的動力粘性系數(shù)與密度之比，即= f，其中，μ是流體的動力粘性
系數(shù)，P是流體的密度。對于平板繞流場而言，Re ^ 5Χ IO50因此，通常用雷諾數(shù)的大小 來判斷流場的流動特性，對于列車，雷諾數(shù)Re的定義式如下 式中Uoo為列車速度；1為特征尺寸。當列車的最小車速為200km/h時，以列車寬度為特征尺寸，本發(fā)明實施例中 列車寬度為3. 2m，運動粘度系數(shù)為15Xl(T6m7S，計算可知高速列車外流場雷諾數(shù)約為 1. 18 X IO7,因此，高速列車外流場處于湍流狀態(tài)，計算模型應該選用湍流模型。二、流體運動的基本方程流體力學控制流場流體流動的基本方程是通過對流體微元體應用質(zhì)量守恒原理、 動量守恒原理以及能量守恒原理而得到的連續(xù)性方程、Navier-Stokes方程以及能量守 恒方程。在高速列車模型計算中不考慮流場溫度變化，其流體控制方程為連續(xù)性方程和 Navier-Stokes 方禾呈。(一 )連續(xù)性方程若是不可壓縮流體，密度為常數(shù)，連續(xù)性方程為~ + ~ +么=0⑶ dx dy dz式中，vx, vy, vz為流場速度在三個坐標X，y，ζ方向的分量。( 二 ) Navier-Stokes 方程對于不可壓縮流體，流體動力粘性系數(shù)μ即可當作常數(shù)，得到不可壓縮粘性流體 流動的Navier-Stokes方程
5
% + + + = Λ--J + ^vX(4) ot ox oy OZ ρ ox
Γ π dvX dvy dvX dvy , 1 Φ/r-N~- + Vjc~- + Vv~- + Vz~- = /v---— + UV2Vv(5)
dt x dx y dy z dz y ρ dyy"^ + ν,·^ +、"^ + νζ·^ =人-丄 +(6)
ot ox dy dzρ οζ式中，vx, vy, vz為流場速度在三個坐標X，y，ζ方向的分量；fx、fy、fz為x，y，ζ方 向上單位質(zhì)量流體體積力；P為流體密度；P為流體壓力；U為流體的運動粘性系數(shù)。(三)狀態(tài)方程根據(jù)理想氣體有ρ = P RT(J)式中，ρ為流體壓力；P為流體密度；R為摩爾氣體常數(shù)；T為氣體溫度。理論上，由以上方程以及所指定的邊界條件和初始條件，可以確定列車周圍的速 度場、壓力場和溫度場。但是，由于湍流是一種隨機、非定常、三維流動，湍流中流體質(zhì)點軌 跡的雜亂性給湍流運動規(guī)律的研究帶來極大困難。一般認為，Navier-Stokes方程可以描 述湍流的瞬時規(guī)律，因此，計算流體力學工作者?？衫肗avier-Stokes方程的數(shù)值模擬 來解決工程問題。三、計算流體力學計算流體力學(Computational Fluid Dynamics，簡稱CFD)是用來進行流場分析、 計算、預測的專用工具。它以計算機為工具，用各種離散化的數(shù)學方法，對流體力學的各類 問題進行分析研究。簡單的說，CFD相當于虛擬的在計算機內(nèi)做實驗，以此來模擬仿真實際 流體的流動情況，進而求解控制流體的微分方程，得出流場在連續(xù)區(qū)域上的離散分布。四、計算運動邊界。在確定聲屏障脈動力步驟中，還包括采用動網(wǎng)格模型模擬火車在流場中的高速運 動計算運動邊界。動網(wǎng)格技術用于計算運動邊界問題，以及邊界或計算域內(nèi)有某個物體的移動問 題，因此，對于本文中火車在流場中的高速運動是應采用動網(wǎng)格模型進行模擬計算的。由于 FLUENT在動網(wǎng)格技術中是根據(jù)邊界或物體的移動自動進行計算域的重建，就是說在每一個 時間步都要重新去劃分整個計算域的網(wǎng)格，這對于計算機資源的要求比較高。在動網(wǎng)格技 術中，網(wǎng)格的生成和運動是通過拉伸、壓縮或者增加、減少以及局部重生成來適應計算區(qū)域 的改變。(一 )高速列車運動分析的動網(wǎng)格設置。1、計算域的組成。由于高速列車比較長，體積比較大，相應的計算區(qū)域也會很大，這樣無形中網(wǎng)格數(shù) 量會大大增加，而且，列車移動的速度比較快，網(wǎng)格的變形會很大，如果用彈性光順法更新 網(wǎng)格時，網(wǎng)格質(zhì)量會很差，不僅計算精度低，有可能計算根本不收斂，因此，必須采用動態(tài)分 層的技術來更新網(wǎng)格，但是動態(tài)分層法對網(wǎng)格類型的要求比較苛刻，因此需要采用一種新 的網(wǎng)格分區(qū)和劃分方法。本發(fā)明采用混合網(wǎng)格法，優(yōu)化了動網(wǎng)格對非定常流場的模擬效果， 如圖4-3所示。混合網(wǎng)格包含以下幾部分
如圖2所示，設置四面體非結構網(wǎng)格的運動區(qū)，在軟件中設置它與火車一起做直 線運動。由于火車表面的流線型設計，使得包圍火車的運動區(qū)域形成了不規(guī)則的形狀(即 不再成為一個立方體)，因此只能用四面體劃分，如果要用動態(tài)分層技術來更新網(wǎng)格，與運 動邊界相鄰的網(wǎng)格必須為結構網(wǎng)格，為了解決這個矛盾，對運動區(qū)與變形區(qū)相接觸的前后 兩個面用四邊形劃分，對整個運動區(qū)域用四面體劃分，這樣在運動區(qū)前后各形成一層金字 塔網(wǎng)格，即五面體網(wǎng)格，運動區(qū)內(nèi)部為四面體網(wǎng)格，前后的變形區(qū)域用六面體網(wǎng)格劃分，這 樣一來，運動區(qū)和變形區(qū)的交界面是四邊形網(wǎng)格，變形區(qū)的網(wǎng)格隨著運動區(qū)的移動而發(fā)生 變化，選用動態(tài)分層方法定義該區(qū)域網(wǎng)格的變形和重生成。另外，對于運動區(qū)內(nèi)的高速列車 表面用Boundary Layer生成近壁面邊界層網(wǎng)格，Boundary Layer命令用于在近壁強制規(guī) 定網(wǎng)格生長的方向和尺寸，它可以控制近壁面生成規(guī)則、高質(zhì)量的網(wǎng)格，以保證關鍵區(qū)域的 計算精度。為了提高計算效率，減少對計算結果意義較小的網(wǎng)格變形工作量，將計算域內(nèi)距 離列車適當距離以外的區(qū)域設置為靜止區(qū)，靜止區(qū)采用六面體結構網(wǎng)格，動網(wǎng)格與靜網(wǎng)格 交界區(qū)利用Grid interface的滑動網(wǎng)格功能連接，即在網(wǎng)格重疊區(qū)允許流體通過。2、計算域網(wǎng)格劃分。對于計算域進行分區(qū)劃分網(wǎng)格，采用優(yōu)化的混合網(wǎng)格劃分方法。其網(wǎng)格劃分示意 圖如圖3所示，其中體Vl為運動區(qū)，體V2，V3為變形區(qū)，體V4，V5為靜止區(qū)，面Fl，F(xiàn)2是 運動區(qū)和變形區(qū)的交界面，面F3，F(xiàn)4是變形區(qū)。圖3中，面代表體，線代表面。(二)動網(wǎng)格分析步驟采用FLUENT軟件及優(yōu)化的混合網(wǎng)格模型實現(xiàn)高速列車運動分析的具體過程如 下1、在Gambit中建立運動區(qū)，變形區(qū)，靜止區(qū)的幾何模型，并劃分各個區(qū)域的網(wǎng)格。2、分別設置各個區(qū)域的邊界條件，連續(xù)性條件，輸出各個區(qū)域的網(wǎng)格文件，即不同 的mesh文件。3、在Tgrid軟件中將表示不同區(qū)域的網(wǎng)格文件調(diào)用，并進行網(wǎng)格合并，合并為一 個網(wǎng)格文件，即將各個區(qū)域合并成為一個整體，生成一個mesh文件。4、在Fluent中讀入網(wǎng)格文件，設置計算方法，湍流模型，流體的物理性質(zhì)，邊界條 件等信息；本文采用三維不可壓縮非定常瞬態(tài)N-S方法，Realizablek-ε湍流模型，流體為 空氣，選用FLUENT自定義的空氣特性。5、加載UDF (User-Defined Function，用戶自定義函數(shù))文件，設置動網(wǎng)格參數(shù)； 即選用動態(tài)分層法來更新網(wǎng)格。6、設置求解參數(shù)，選用SIMPLE算法，二階迎風格式，以減少數(shù)值誤差，提高計算精 度；收斂殘差不小于10_3，利用多CPU并行技術進行求解。五、聲屏障板表面脈動力分析。(一 )計算模型與網(wǎng)格控制。本發(fā)明中，高速列車模型采用頭車與拖車直接連掛，車頭曲面采用一個完整的曲 面，忽略車頭燈，窗戶，門把手等凸出物。模擬計算參數(shù)列車長200m，寬3. 2m,高3. 5m,如圖4所示，軌道中心線至聲屏障 的距離為4m，聲屏障高4m，長100m。計算區(qū)域高10m，寬50m，長530m。
采用網(wǎng)格優(yōu)化方法，設置四面體非結構網(wǎng)格的運動區(qū)，六面體結構網(wǎng)格的變形區(qū) 和靜止區(qū)，由于要得到聲屏障板表面的風壓，因此，將聲屏障所在的區(qū)域，火車所在區(qū)域的 網(wǎng)格劃分的細一些，對于一些外圍區(qū)域的網(wǎng)格劃分的粗一些，在保證了計算精度的情況下， 控制網(wǎng)格數(shù)量，減少計算時間。圖5是沿著高度方向向下切割的網(wǎng)格剖面圖，圖6是火車表 面的邊界層網(wǎng)格，圖7是火車表面的網(wǎng)格劃分。( 二)設置邊界條件所有CFD問題都要有邊界條件，所謂邊界條件就是流場變量在計算邊界上應該滿 足的數(shù)學物理條件，只有給定合理的邊界條件，才能計算出流場的解。在利用FLUENT模擬 高速列車在空氣中運動時，設置以下邊界條件入口邊界速度入口(VELOCITY_INLET)，在入口邊界給定速度和其他標量屬性的值。出口邊界壓力出口(PRESSURE_OUTLET)，用于在流場出口處給定靜壓和其他標
量變量的值。聲屏障，火車壁面，底面壁面條件(WALL)，因為湍流在近壁面區(qū)演變?yōu)閷恿鳎?此需要針對近壁面區(qū)，采用壁面函數(shù)法，將壁面上的已知值引入到內(nèi)節(jié)點的離散方程的源 項。外側(cè)面，頂面對稱邊界條件(SYMMETRY)，不需要給定任何參數(shù)，只需要確定合理 的對稱位置。動態(tài)網(wǎng)格與靜態(tài)網(wǎng)格的交界面交界面(INTERFACE)，當相鄰的兩個區(qū)域重合，但 交界面仍為重合的兩個面，且兩個面上的網(wǎng)格節(jié)點互不重合，則要將重合的兩個面定義為 交界面。另外，將火車的運動定義為剛體運動，它的運動方式通過加載UDF函數(shù)來完成， UDF主要定義了火車運行的速度和方向。(三)脈動力計算規(guī)范。我國鐵路第三勘察設計院編寫的《京滬高速鐵路設計暫行規(guī)定》中提出高速行駛 的的列車對構筑物氣壓作用按如下計算由駛過列車引起的氣動壓力和氣動吸力，應由一個5m長的移動面荷載+q及一個 5m長的移動面荷載_q組成，氣動力分為水平氣動力qh和豎向氣動力qv。水平氣動壓力可 由圖8的曲線查取，即對于不同的車速，軌道至聲屏障的不同距離，查取脈動風壓。垂直氣 動力qv可按下式計算q^lq^-^—ikNIm2)⑶式中qh為水平氣動力(kN/m2) ；D為作用線至線路中心距離(m)。(四)結果分析。1、氣動力曲線。在聲屏障板表面布監(jiān)測點，并對其表面風壓進行監(jiān)控，圖4-10至圖4-13是高速 列車在車速200km/h，250km/h, 300km/h, 350km/h時，監(jiān)測點風壓力隨時間變化的氣動力曲 線。其中，車速為200km/h時，監(jiān)測點的位置離聲屏障板開始端的距離為50m，車速為250km/ h時，監(jiān)測點的位置離聲屏障板開始端的距離為70m，車速為300km/h時，監(jiān)測點的位置離聲屏障板開始端的距離為80m，車速為350km/h時，監(jiān)測點的位置離聲屏障板開始端的距離為 80m，監(jiān)測點的高度均在板中間，即均為沿板高度方向2m處。從上述的脈動力曲線可以得到當高速列車進入聲屏障，遠離監(jiān)測點時，監(jiān)測點風 壓基本為零，當車頭接近監(jiān)測點，風壓急劇增大，達到最大值，出現(xiàn)正壓峰值點，當車頭駛過 監(jiān)測點，風壓急劇減小，達到最小值，出現(xiàn)負壓峰值點。從理論上解釋，當高速列車從遠處駛 來，車頭前方因車頭的阻滯，引起列車前面的空氣堆積，流速降低，監(jiān)測點的正壓力逐漸增 大，當列車接近監(jiān)測點時，出現(xiàn)正壓峰值點，接著空氣向列車頭部兩側(cè)分流，流速升高，壓力 減小形成局部低壓，出現(xiàn)負壓峰值點，正負壓峰值基本相等。2、與規(guī)范比較?！毒咚勹F路設計暫行規(guī)定》中給出了駛過的列車對建筑物或構件產(chǎn)生的氣動 力參考值，將暫規(guī)和FLUENT計算結果作比較，如表1和圖13所示。表1 FLUENT正壓值計算結果與暫規(guī)比較 從圖13可以看出，F(xiàn)LUENT模擬計算的脈動風正壓值和暫規(guī)所查取的結果比較接 近，說明了用數(shù)值模擬的方法計算脈動力是可行的，進一步驗證了數(shù)值模擬的正確性，而 且，從圖13中也可以看出，脈動力峰值近似和列車車速成二次關系增加。3、軌道中心線至聲屏障的距離D對脈動力的影響。表2是在不同的D (軌道中心線至聲屏障的距離)值下FLUENT和暫規(guī)的脈動力峰 值大小比較。表2不同D值下FLUENT正壓值計算結果與暫規(guī)值比較 圖 14 至圖 17 是車速分別為 200km/h，250km/h，300km/h，350km/h 時，不同軌距 D
值下的FLUENT計算值和暫規(guī)值比較圖。由表2和圖14至-圖17可知，F(xiàn)LUENT和暫規(guī)結果相差不大，而且，隨著軌道中心 線至聲屏障距離的增大，脈動力峰值隨之降低，從圖可以看出，脈動力大小與軌距D大致成 負平方關系。五、脈動力峰值公式的擬合。由脈動力比較圖可以看出，隨著列車速度的提高，氣動力近似與車速成二次關系 增加，而且，在列車車壓力波的研究中也表明，壓力波的強度與幅值近似與列車速度及1/8 觀測列車速度之和的平方成正比，即兩相對行駛的列車交會時，會引起另一列車會車一側(cè) 表面的空氣壓力發(fā)生突變，在幾十毫秒之間相繼出現(xiàn)正、負壓力峰值，觀測列車表面的壓力 幅值與列車速度及1/8觀測列車速度之和的平方成正比。從圖14至圖17可以得到壓力幅值與軌距近似成負平方關系，因此，假設列車通過 時作用在聲屏障板上的脈動風壓正值與車速成正平方關系，與軌距成負平方關系，建立如 下關系式 P = a + b
、2
八(9)
DJ 式中v為列車速度，km/h ；D為軌道中心線至聲屏障的距離，m ；由于當ν = 0時， P = 0，所以a = 0，通過改變自變量的取值，可以得到一系列的分析數(shù)據(jù)，再利用Origin數(shù) 學軟件進行擬合最后得到下述公式 P = 0.10563.
、2
(10)
}用以上公式計算車速為 160km/h，180km/h, 200km/h, 220km/h, 250km/h, 300km/h,
10350km/h, D = 6m, D = 3m時的脈動風壓正值，并與暫規(guī)相比較，如表3、表4、圖18、圖19所
不表3公式計算結果與暫規(guī)比較(D = 6m) 從圖18、圖19可以看出，計算值和暫規(guī)值比較接近，因此，可以用此公式初步估算 在不同車速，不同軌距作用下，聲屏障板表面的脈動力。本發(fā)明的具體實施方式
是將高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法應用于高 速鐵路。以上內(nèi)容是結合具體的優(yōu)選實施方式對本發(fā)明所作的進一步詳細說明，不能認定 本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術領域的普通技術人員來說，在 不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的 保護范圍。
權利要求
一種高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法，包括如下步驟采用相關參數(shù)采集高速鐵路軌道中心線至聲屏障的距離，采集列車速度；確定聲屏障脈動力高速鐵路中聲屏障脈動力其中P表示聲屏障脈動力；v表示列車速度；D表示高速鐵路軌道中心線至聲屏障的距離。FSA00000187958600011.tif
2.根據(jù)權利要求1所述的高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法，其特征在于，在 確定聲屏障脈動力步驟中，還包括采用動網(wǎng)格模型模擬火車在流場中的高速運動計算運動 邊界。
3.根據(jù)權利要求2所述的高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法，其特征在于，在 確定聲屏障脈動力步驟中，在采用動網(wǎng)格模型模擬火車在流場中的高速運動的過程中，設 置四面體非結構網(wǎng)絡的運動區(qū)。
4.根據(jù)權利要求2所述的高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法，其特征在于，在 確定聲屏障脈動力步驟中，在采用動網(wǎng)格模型模擬火車在流場中的高速運動的過程中，對 于運動區(qū)內(nèi)的高速列車表面生成近壁面邊界層網(wǎng)格。
5.根據(jù)權利要求1所述的高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法，其特征在于，在 確定聲屏障脈動力步驟中，對計算域進行分區(qū)網(wǎng)格劃分，采用混合網(wǎng)格劃分方法。
6.根據(jù)權利要求1所述的高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法，其特征在于，在 確定聲屏障脈動力步驟中，包括采用混合網(wǎng)格模型實現(xiàn)高速列車運動分析。
7.根據(jù)權利要求1所述的高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法，其特征在于，在 確定聲屏障脈動力步驟中，包括獲取聲屏障表面的氣動力曲線。
8.根據(jù)權利要求1所述的高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法，其特征在于，在 確定聲屏障脈動力步驟中，獲取高速鐵路軌道中心線至聲屏障的距離對聲屏障脈動力的影 響。
9.一種應用高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法的高速鐵路，其特征在于，高速 鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法應用于高速鐵路。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法，包括如下步驟采用相關參數(shù)采集高速鐵路軌道中心線至聲屏障的距離，采集列車速度；確定聲屏障脈動力高速鐵路中聲屏障脈動力其中P表示聲屏障脈動力；v表示列車速度；D表示高速鐵路軌道中心線至聲屏障的距離。本發(fā)明高速鐵路中聲屏障脈動力大小的確定方法及應用通過對高速鐵路中運行的列車采用流場分析的方法，并構建高速列車模型，以動網(wǎng)格技術進行混合網(wǎng)格優(yōu)化計算運動邊界。本發(fā)明擬合的聲屏障脈動力能精確地確定出高速鐵路中聲屏障脈動力的大小，簡便實用。
文檔編號E01F8/00GK101906758SQ201010225668
公開日2010年12月8日 申請日期2010年7月12日 優(yōu)先權日2010年7月12日
發(fā)明者查曉雄, 金蕾 申請人:哈爾濱工業(yè)大學深圳研究生院