中速磁浮列车双线隧道初始压缩波特征的数值模拟研究

磁浮列车以一定速度驶入隧道时会产生初始压缩波,该压缩波会以当地声速向着隧道出口方向传播,并在隧道出口处向周围辐射出去形成微气压波,微气压波足够大时会产生音爆声,从而对环境造成严重的危害,而洞口微气压波与初始压缩波紧密相关。文章基于三维可压缩非定常湍流流动雷诺平均N-S方程和SSTK-ω两方程湍流流动模型,采用有限体积方法和重叠网格技术,数值模拟研究了磁浮列车进入隧道引起的空气流动和初始压缩波的问题。研究表明,在列车进入隧道过程中初始压缩波形成初期具有三维特性,在传播一定距离后脱离车体影响变成一维平面波;其次,在同一高度下,越接近车体压缩波变化越大,靠近车体一侧离地面越近压缩波变化也越大,而远离车体一侧初始压缩波变化基本一致;初始压缩波的压力梯度最大值与列车速度的3次方近似成正比。