Россия
Россия
Россия
Цель: Разработка математических моделей, позволяющих исследовать процессы аэроупругого взаимодействия, подвижного состава с портальными сооружениями перевальных тоннелей в динамической и квазистационарной постановке с использованием метода деформируемых подвижных сеток и метода «замороженного» ротора (Frozen Rotor). Методы: Представлены описание математических моделей и способы их реализации в двухмерной и трехмерной постановке в программных комплексах Comsol Multiphysics и Solid Works Flow Simulation на основе численного решения осредненных по Рейнольдсу уравнений Навье — Стокса (RANS (Reynolds averaged Navier — Stoks Method). Результаты: Приведены результаты численных исследований полей скоростей и давлений вблизи портальной зоны тоннеля, полученные с помощью разработанных математических моделей для случая входа подвижного состава в тоннель. Практическая значимость: Выявлено, что при входе поезда в тоннель разгон воздушных масс подвижным составом осуществляется со значительной задержкой вследствие действия сил вязкого трения между воздухом и стенками тоннеля, а также внутри объема воздуха, заполняющего тоннель.
аэродинамические расчеты, аэроупругое взаимодействие, метод конечных объемов RANS, деформируемые подвижные сетки, численное моделирование
1. Алферова, Е. Л. Моделирование возмущений воздушного потока при движении поездов в двухпутном тоннеле метрополитена / Е. Л. Алферова, И. В. Лугин, Л. А. Кияница // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2016. - № 6. - С. 5-14.
2. Алямовский, А.А. Инженерные расчеты в SolidWorks Simulation / А.А. Алямовский. - Москва : ДМК Пресс, 2010. - 464 с.
3. Введение в COMSOL Multiphysics [Электронный ресурс] URL: https://cdn.comsol.com/doc/6.0/IntroductionToCOMSOLMultiphysics.ru_RU.pdf дата обращения 14.03.2022.
4. Кияница, Л. А. Исследование динамики давлений на поверхности вагонов поезда в двухпутном тоннеле метрополитена / Л. А. Кияница // Горный информационно-аналитический бюллетень (научно-технический журнал). - 2016. - № 11. - С. 400-407.
5. Колесниченко, В.И. Введение в механику несжимаемой жидкости : учеб. пособие / В.И. Колесниченко, А.Н. Шарифулин. - Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн. ун-та, 2019. - 127 с.
6. Красюк, А. М. Исследование воздухораспределения в протяженных транспортных тоннелях БАМ / А. М. Красюк, И. В. Лугин, Е. Л. Алферова // Интерэкспо Гео-Сибирь. - 2019. - Т. 2. - № 4. - С. 114-121.
7. Ледяев, А. П. Особенности проектирования тоннелей на высокоскоростных магистралях / А. П. Ледяев, В. Н. Кавказский, Р. О. Креер // Транспорт Урала. - 2015. - № 4(47). - С. 3-9.
8. Ледяев, А. П. Математическое моделирование аэродинамических процессов в железнодорожных тоннелях на высокоскоростных магистралях / А. П. Ледяев, В. Н. Кавказский, О. О. Шелгунов // Метро и тоннели. - 2021. - № 3. - С. 40-43
9. Лугин, И. В. Исследование аэродинамических процессов при движении поезда в протяженных железнодорожных тоннелях / И. В. Лугин, Е. Л. Алферова // Интерэкспо Гео-Сибирь. - 2018. - Т. 5. - С. 155-160.
10. Грязнова С.А. Метод расчета аэродинамических характеристик системы «Тоннель-поезд»./ С.А. Грязнова, С.А. Калкаманов, Н.В. Хворост.// Комунальне господарство міст.- 2011.-№101- 520-527,
11. Diedrichs B. Studies of Two Aerodynamic Effects on High-Speed Trains: Crosswind Stability and Discomforting Car Body Vibrations Inside Tunnels [Электронный ресурс]. URL: http://kth. diva-portal.org/smash/get/diva2:11067/FULLTEXT01.pdf (дата обращения: 01.10.2015).
12. Juan Manuel Rivero Fernandez Fluid Dynamic Problems of High-Speed Trains in Tunnels [Электронный ресурс] URL: https://oa.upm.es/51377/1/juan_manuel_rivero_fernandez.pdf дата обращения 14.03.2022
13. S. Faramehr, H. Hemida, "Aerodynamics of Trains in Tunnels", in J. Pombo, (Editor), "Proceedings of the Third International Conference on Railway Technology: Research, Development and Maintenance", Civil-Comp Press, Stirlingshire, UK, Paper 39, 2016.
14. Maeda, T, Iida, M, Murata, K, et al. Micro-pressure waves radiationg from a tunnel portal and their mitigation. Internoise 2000. In: Proceedings of the 29th InternationaL Congress on Noise Control Engineering, held 27-31 August 2000, NICE, France. Volume 4, p. 2461-2.
15. Martinez, A, Vega, E, Gaite, J, et al. Pressure measurements on real high-speed trains travelling through tunnels. In: BBAA VI international colloquium on: Bluff Bodies Aerodynamics & Applications Milano, Italy, 20 July-24 July, 2008.
16. Juan Manuel Rivero Fernandez Fluid Dynamic Problems of High-Speed Trains in Tunnels [Электронный ресурс] URL: https://oa.upm.es/51377/1/juan_manuel_rivero_fernandez.pdf дата обращения 14.03.2022
