橫風作用下聲屏障力學特性數(shù)值模擬.pdf

1、步入21世紀以來，我國高速鐵路的建設(shè)突飛猛進，而由于我國的人口及地理分布等復雜原因，使得多數(shù)高速鐵路的鋪設(shè)必須經(jīng)過居民區(qū)，為了降低列車行駛過程中所引起的噪聲污染，故需要在鐵路與居民區(qū)之間安置聲屏障。高速列車在通過聲屏障的瞬間會形成瞬態(tài)脈動壓力沖擊，國內(nèi)外已發(fā)生多個聲屏障由脈動力沖擊而遭破壞的案例，而往往聲屏障所受到的工況為列車風致脈動力和自然風荷載等載荷的綜合作用，特別在沿海的多風地區(qū)，自然風荷載更為顯著，這就使得在對聲屏障進行結(jié)構(gòu)設(shè)計

2、時必須考慮其抗風壓性能。
　　本文研究內(nèi)容分為兩大部分，首先運用大型商用 CFD軟件Fluent，并選取三維、不可壓縮、定常、粘性流體的 RANS方程和k-ε兩方程模型，通過設(shè)置和選取相應(yīng)的邊界條件等參數(shù)，對在列車風致脈動力與自然風荷載聯(lián)合作用下的高速鐵路聲屏障進行數(shù)值模擬，分析在不同的風向角及風速下，自然風荷載對聲屏障所受列車風致脈動力的影響；之后依托 Workbench中的流固耦合模塊，將第一部分得到的聲屏障外流場的壓力分布作

3、為載荷導入到模塊中，對聲屏障進行瞬態(tài)動力學分析和模態(tài)分析，得到聲屏障的等效應(yīng)力、總變形量及其模態(tài)分布。
　　結(jié)果表明，在自然風荷載的作用下，聲屏障所受的脈動峰壓得到顯著的增加，受低壓渦流的影響，不同高度上的風壓分布也發(fā)生了極大的變化，在進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時必須考慮兩類載荷間的相互影響，并在此基礎(chǔ)上，推導出復合載荷的計算公式，經(jīng)驗證其可靠性較高，可用于工程上的試算；結(jié)構(gòu)分析的結(jié)果表明隨著風速的提高，聲屏障會產(chǎn)生較大的變形量，尤其在頂部位置