隧道空气动力学一般主要的采用一维理论方法进行计算,并可采用三维仿真对诸如头型系数等参数进行计算。隧道空气动力学主要包括以下两个方面计算:
1. 气密载荷
根据气密性要求不同,将列车分为不同区域,给定各区域动态时间常数设计值(车体区域设计值与安全系数比大于计算所得的许用值);使用一维流体仿真计算不同区域在各工况下的压力差最大值、最小值,结合静态压力分布,计算各区域气密载荷极限值;根据各工况下的压差曲线,结合全寿命周期下各工况出现频率,计算等效的气密疲劳载荷。
2. 气密性计算
根据列车外形参数、轨道参数、隧道参数、环境空气参数,采用一维流体仿真,计算列车平直轨道交会、通过单线隧道、通过双线隧道、隧道内交会等工况下车体外表面时间-压力曲线;调整气密参数-动态时间常数,计算车体内部时间-压力曲线、车体内部时间-压力变化率曲线,使各工况下最大内压变化率小于200Pa/s的压力舒适度要求,选取此动态时间常数为参考值;结合静态气密性试验要求确定时间常数许用值;根据时间常数许用值计算车辆等效泄漏面积并制定列车各子系统等效泄漏面积表。