發(fā)布時間：2020-12-11 14:03

　　蘭新高鐵作為我國西部鐵路網(wǎng)的重要組成部分,對于加快我國西部地區(qū)發(fā)展,提升運輸能力,促進“一帶一路”經(jīng)濟帶建設(shè)具有重要的意義。蘭新高鐵沿線地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,且橫穿新疆境內(nèi)四大風(fēng)區(qū),鐵路風(fēng)災(zāi)嚴(yán)重。為了防止列車被大風(fēng)傾覆,蘭新高鐵在大風(fēng)區(qū)段沿線設(shè)置了擋風(fēng)墻。但通過現(xiàn)場調(diào)研發(fā)現(xiàn)蘭新高鐵擋風(fēng)墻段正饋線較無墻段會更易發(fā)生劇烈舞動,從而導(dǎo)致線路放電跳閘、金具嚴(yán)重磨損等故障發(fā)生,嚴(yán)重影響蘭新高鐵運行安全。為保證列車正常運行,有必要對正饋線舞動問題進行研究。由于氣流變化是導(dǎo)致導(dǎo)線舞動的直接原因,故本文對蘭新高鐵大風(fēng)區(qū)段正饋線氣動特性進行研究。本文主要基于計算流體力學(xué)理論,利用仿真軟件建立大風(fēng)區(qū)段接觸網(wǎng)正饋線二維模型,對正饋線氣動特性進行研究。首先,本文研究了不同入口風(fēng)速下?lián)躏L(fēng)墻對氣流的影響,包括風(fēng)速大小及方向。其次,分別建立無墻條件與有墻條件下正饋線模型,研究正饋線的氣動特性,獲得正饋線在不同風(fēng)速下的氣動力系數(shù)曲線。最后,以15m/s風(fēng)速為例,研究擋風(fēng)墻結(jié)構(gòu)以及正饋線空間位置對正饋線氣動特性的影響。研究結(jié)果表明:(1)擋風(fēng)墻對于氣流具有較強的匯聚作用,在擋風(fēng)墻影響下氣流增速較大,正饋線位置處的風(fēng)速存在一定豎... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

蘭新高鐵接觸網(wǎng)結(jié)構(gòu)示意圖

(a) 舞動最高點 (b) 舞動最低點圖 1.2 蘭新高鐵思甜至煙墩區(qū)間內(nèi)接觸網(wǎng)正饋線舞動1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀架空導(dǎo)線作為一種大跨、柔性、懸索的鈍體結(jié)構(gòu)，在空氣中將長期承受氣動荷載用。氣流流經(jīng)導(dǎo)線時對導(dǎo)線產(chǎn)生不斷變化的氣動力，氣動力特性與導(dǎo)線自身形狀以及流的速度、密度、溫度、壓力等自然條件有關(guān)。在氣動力的作用下，導(dǎo)線可能發(fā)生不性質(zhì)的振動，包括振動幅值、振動頻率以及振動軌跡等；而在導(dǎo)線的振動過程中，隨導(dǎo)線各點空間位置不斷改變，其對周圍流場的影響也隨之改變，從而又影響導(dǎo)線所受動力，最終形成氣流與導(dǎo)線之間的耦合振動[4]。架空導(dǎo)線在風(fēng)、雪等復(fù)雜氣象條件引的風(fēng)致振動主要有微風(fēng)振動和舞動兩種情況[5]。1.2.1 微風(fēng)振動研究現(xiàn)狀微風(fēng)振動，又稱渦激振動，當(dāng)氣流吹過架空導(dǎo)線時，會在導(dǎo)線上下表面交替脫落而在導(dǎo)線背后形成漩渦，這種現(xiàn)象稱為卡門渦街。氣流在導(dǎo)線上下表面交替脫落過程中

有墻條件下模型網(wǎng)格總數(shù)約為 110萬，其中正饋線周圍網(wǎng)格如圖 2.4 所示。圖 2.4 正饋線周圍網(wǎng)格截圖2.4.3 邊界條件設(shè)置計算域左邊界設(shè)置為速度入口邊界，空氣速度垂直于邊界進入流場，選取不同速度進行仿真。正饋線表面設(shè)置為無滑移邊界，計算域右邊界設(shè)置為流動出口邊界。2.5 氣動力系數(shù)定義導(dǎo)線在風(fēng)激勵作用下，其圓形截面所受空氣動力載荷如圖 2.5 所示。主要包括豎直方向所受氣動升力 FL與水平方向所受氣動阻力 FD。FLFDU圖 2.5 導(dǎo)線所受空氣載荷示意圖為了更好的比較結(jié)構(gòu)本身的氣動特性而不受其他因素（例如尺寸）的干擾，一般用氣動力系數(shù)來表征結(jié)構(gòu)的氣動特性，這樣也更加便于比例模型在風(fēng)洞試驗中的數(shù)據(jù)比

【參考文獻】：
期刊論文
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[5]架空輸電線路大跨越導(dǎo)線微風(fēng)振動試驗[J]. 汪峰,王宇,周蕊,陳池.  重慶大學(xué)學(xué)報. 2018(01)
[6]蘭新高鐵大風(fēng)區(qū)接觸網(wǎng)正饋線懸掛結(jié)構(gòu)適應(yīng)性分析[J]. 王玉環(huán).  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計. 2018(03)
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博士論文
[1]基于動力學(xué)方法的特高壓輸電線微風(fēng)振動研究[D]. 孔德怡.華中科技大學(xué) 2009

碩士論文
[1]自阻尼架空導(dǎo)線微風(fēng)振動性能研究[D]. 陳爽.北京郵電大學(xué) 2018
[2]高雷諾數(shù)下輸電導(dǎo)線流固耦合數(shù)值模擬[D]. 劉軍.重慶大學(xué) 2016
[3]架空導(dǎo)線氣動參數(shù)的數(shù)值仿真分析[D]. 徐剛.華北電力大學(xué) 2016
[4]覆冰導(dǎo)線舞動的非線性數(shù)值分析及穩(wěn)定性研究[D]. 胡思磊.華北電力大學(xué) 2015
[5]輸電線路渦致振動與尾流效應(yīng)的數(shù)值仿真[D]. 夏瑩沛.華北電力大學(xué) 2014
[6]風(fēng)致架空輸電線路振動特性分析[D]. 李淑東.華北電力大學(xué) 2014



本文編號：2910656