凌 亮 ，胡彥霖 ，楊澤鈺 ，王開云 ，翟婉明

（西南交通大學(xué)牽引動(dòng)力國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610031）

川藏鐵路位于我國四川省和西藏自治區(qū)境內(nèi)，東端連接成都樞紐，西端通過既有青藏鐵路和規(guī)劃的新藏鐵路，通往西北、新疆等地區(qū).川藏鐵路新建正線長約 1 549 km，設(shè)計(jì)速度 200 km/h；采用分段建設(shè)模式，其中成都至雅安段、拉薩至林芝段已開工建設(shè)，擬建雅安至林芝段線路全長969.3 km.規(guī)劃和建設(shè)好川藏鐵路是促進(jìn)民族團(tuán)結(jié)、維護(hù)國家統(tǒng)一、鞏固邊疆穩(wěn)定的需要，是促進(jìn)西藏經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的需要，是貫徹落實(shí)黨中央治藏方略的重大舉措.

川藏鐵路雅安至林芝段地形氣象條件極其復(fù)雜，其“跨七江穿八山、六起六伏”，需要克服巨大的高程障礙.因而該區(qū)段設(shè)計(jì)方案中新建隧道800余公里，占線路總長度的80%以上.

川藏鐵路沿線海拔高、空氣稀薄、溫差大、氣象環(huán)境復(fù)雜多變，特殊的高原氣候條件對(duì)列車的運(yùn)行影響較大.因此，開展川藏鐵路特殊氣象條件下動(dòng)車組列車運(yùn)行性能研究，掌握川藏鐵路沿線氣壓與溫度變化對(duì)列車隧道氣動(dòng)阻力的影響規(guī)律，提出川藏鐵路特殊高原氣象環(huán)境條件下動(dòng)車組列車隧道運(yùn)行阻力計(jì)算方法是順利開展川藏鐵路線路和車輛設(shè)計(jì)，保證線路安全高效運(yùn)行的前提和關(guān)鍵所在.

目前，對(duì)于列車隧道氣動(dòng)阻力的研究，國內(nèi)外學(xué)者主要關(guān)注恒定氣壓和溫度條件下的列車隧道運(yùn)行阻力[1-3]，而對(duì)于川藏鐵路特殊氣象環(huán)境下列車隧道氣動(dòng)阻力分析方法，尚無全面的研究先例可供參考.列車通過隧道過程中，受壓縮波、膨脹波等多種因素的影響，氣動(dòng)阻力處于不斷變化的狀態(tài).現(xiàn)有研究多關(guān)注于列車高速通過隧道過程中空氣壓力變化對(duì)列車運(yùn)行安全性、平穩(wěn)性與旅客乘坐舒適性的影響[4-6].而在進(jìn)行線路設(shè)計(jì)與牽引計(jì)算時(shí)，則需關(guān)注列車在隧道內(nèi)運(yùn)行時(shí)的平均阻力.《鐵路線路設(shè)計(jì)規(guī)范》[7]通過部分隧道的試驗(yàn)結(jié)果與經(jīng)驗(yàn)公式對(duì)隧道附加阻力進(jìn)行估算；《列車牽引計(jì)算規(guī)程》[8]認(rèn)為具體隧道的附加阻力應(yīng)該通過試驗(yàn)來進(jìn)行確定.常規(guī)條件下，經(jīng)驗(yàn)公式得到的隧道附加阻力可以滿足牽引計(jì)算與線路設(shè)計(jì)需要.但對(duì)沿線氣象環(huán)境多變、長大隧道眾多的川藏鐵路進(jìn)行研究時(shí)，則需對(duì)列車隧道運(yùn)行阻力進(jìn)行更詳細(xì)的分析，才能為線路的規(guī)劃與設(shè)計(jì)提供可靠的參考.借助計(jì)算流體力學(xué)仿真方法可以詳細(xì)模擬環(huán)境因素的影響，從而研究復(fù)雜運(yùn)行條件下動(dòng)車組列車的隧道空氣動(dòng)力學(xué)問題.黃尊地等[9]通過建立考慮三維非定常可壓縮效應(yīng)的列車和真空管道耦合的真空空氣動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型，分析了列車速度、管道真空度、阻塞比和溫度對(duì)列車氣動(dòng)阻力的影響；楊永剛等[10]通過計(jì)算流體動(dòng)力學(xué)仿真對(duì)高速列車通過隧道時(shí)氣動(dòng)阻力的形成機(jī)理與分布特性進(jìn)行了分析；王一偉等[11]采用計(jì)算流體力學(xué)仿真方法，對(duì)高速列車通過隧道過程中氣動(dòng)阻力的時(shí)變特性與規(guī)律進(jìn)行了研究.以上研究揭示了動(dòng)車組列車高速通過隧道時(shí)的氣動(dòng)阻力特性與變化規(guī)律，但未能反映川藏鐵路沿線特殊高原氣象環(huán)境對(duì)列車隧道氣動(dòng)阻力的影響.

本文基于流體力學(xué)理論，建立動(dòng)車組列車隧道氣動(dòng)阻力分析模型，結(jié)合川藏鐵路雅安至林芝段各站點(diǎn)氣壓與溫度的調(diào)研數(shù)據(jù)，對(duì)川藏鐵路沿線特殊氣象環(huán)境條件下列車的隧道氣動(dòng)阻力進(jìn)行分析計(jì)算.研究氣壓和溫度變化對(duì)列車隧道運(yùn)行阻力的影響規(guī)律，為川藏鐵路線路設(shè)計(jì)提供參考.

1 川藏鐵路氣象條件與隧道概況

川藏鐵路整體處于高海拔地區(qū)，沿線氣壓均低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，海拔差異對(duì)氣象環(huán)境的影響十分明顯.雅安至林芝段各站點(diǎn)平均氣壓與溫度范圍如圖1所示，沿線各站最高氣壓為94.30 kPa，最低氣壓為60.20 kPa；最高溫度為 37.9 ℃，最低溫度為-30.6 ℃，考慮到隧道內(nèi)地?zé)岬挠绊?，個(gè)別區(qū)段最高溫度可能達(dá)到70.0 ℃以上.

圖1 川藏鐵路沿線各站點(diǎn)溫度與氣壓條件Fig.1 Temperature and air pressure condition along the Sichuan–Tibet railway

川藏鐵路雅安至林芝段擬新建隧道68座，全線隧道海拔在3 km以上的共44座，占隧道總長的72.1% ；10 km以上的隧道共33座，占隧道總長的86.7%.隧道占比大、特長隧道及隧道群密集、高海拔隧道占比大是川藏鐵路雅安至林芝段隧道分布的主要特點(diǎn).根據(jù)線路設(shè)計(jì)方案，川藏線鐵路隧道斷面主要有81 m2單洞雙線與52 m2單洞單線兩種形式.

2 列車隧道氣動(dòng)阻力數(shù)值模擬

為研究溫度和氣壓條件變化對(duì)列車隧道氣動(dòng)阻力的影響，運(yùn)用ANSYS Fluent計(jì)算流體力學(xué)軟件，建立列車運(yùn)行通過隧道的流體力學(xué)計(jì)算模型.結(jié)合川藏鐵路沿線實(shí)際的溫度和氣壓條件，考慮氣壓、溫度對(duì)空氣密度與動(dòng)力黏度的影響，計(jì)算不同氣壓與溫度條件下列車通過隧道時(shí)氣動(dòng)阻力.

2.1 計(jì)算模型

在環(huán)境氣壓低于標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，環(huán)境溫度不低于-30 ℃時(shí)，采用理想氣體狀態(tài)模型與真實(shí)氣體狀態(tài)模型計(jì)算空氣密度都是合理可行的[12].因此，在川藏鐵路沿線氣象條件下，可以將空氣視為理想氣體.此時(shí)，空氣密度與環(huán)境溫度、氣壓的關(guān)系為

式 中 ： ρ 為 溫 度t與 氣 壓P狀 態(tài) 下 的 干 空 氣 密 度（kg/m3）； ρ0為 0 ℃、氣壓 0.101 3 MPa 時(shí)的干空氣密度， ρ0=1.293 kg/ m3.

空氣的動(dòng)力黏度系數(shù)可以通過薩特蘭公式計(jì)算，如式（2）.

式中： μ 為熱力學(xué)溫度為T時(shí)的空氣動(dòng)力黏度； μ0為 15 ℃ 時(shí)空氣動(dòng)力黏度（ 1.7894×10-5）；B為與氣體種類有關(guān)的常數(shù)（110.4 K）.

以川藏鐵路線路設(shè)計(jì)中兩種隧道斷面為例，選擇我國典型的8編組高速動(dòng)車組外形建立動(dòng)車組列車通過隧道的流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型，如圖2所示.

兩種模型中，列車隧道運(yùn)行阻塞比分別為0.14（圖2（a））與 0.22 （圖2（b）），車身長 200 m，車頭與車尾的外形保持一致.本文關(guān)注列車在長大隧道中運(yùn)行時(shí)的氣動(dòng)阻力，為降低隧道長度對(duì)計(jì)算結(jié)果的影響[13]，隧道模型長度設(shè)置為4 km，車頭位置距隧道出口1.5 km.為提高計(jì)算域網(wǎng)格質(zhì)量，采用精度較高的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格劃分方法，同時(shí)對(duì)車體表面與隧道近壁面采用棱柱體網(wǎng)格進(jìn)行加密處理，邊界層第一層網(wǎng)格厚度為 5 mm，增長率為 1.5，層數(shù)為 5.圖3為車頭部分的網(wǎng)格布局.

圖2 列車與隧道的規(guī)格（單位：m）Fig.2 The size of the train and the tunnel (unit: m)

圖3 列車頭部網(wǎng)格劃分Fig.3 Meshing for the head of train

針對(duì)川藏鐵路200 km/h等級(jí)客貨共線的線路設(shè)計(jì)需求，仿真分析動(dòng)車組列車以限速200 km/h通過隧道時(shí)的氣動(dòng)阻力.對(duì)于運(yùn)行速度不超過200 km/h，且不關(guān)注列車進(jìn)出隧道入口時(shí)氣動(dòng)壓力波變化的情況，基于壓力求解器采用不可壓縮流算法計(jì)算列車隧道運(yùn)行氣動(dòng)阻力.由于本文重點(diǎn)關(guān)注長大隧道中列車穩(wěn)態(tài)平均氣動(dòng)阻力，故可通過控制空氣的流動(dòng)速度模擬列車的運(yùn)行速度，根據(jù)溫度條件計(jì)算空氣的動(dòng)力學(xué)黏度，根據(jù)氣壓條件確定操作氣壓，根據(jù)溫度和氣壓的組合計(jì)算空氣密度.同時(shí)，列車表面采用無滑移壁面，隧道壁面采用滑移壁面以模擬列車在隧道中運(yùn)行，隧道壁面滑移速度與空氣流動(dòng)速度一致.對(duì)于隧道內(nèi)的氣體流場(chǎng)，其特征長度取隧道截面的水力直徑，52 m2和81 m2隧道對(duì)應(yīng)的特征長度分別為7.8與9.3.在環(huán)境溫度與壓強(qiáng)的影響下，空氣的密度與動(dòng)力學(xué)黏度均會(huì)發(fā)生改變，在預(yù)設(shè)工況下，隧道內(nèi)流場(chǎng)的最小雷諾數(shù)（即流速為60 km/h，環(huán)境壓強(qiáng)為0.6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓，環(huán)境溫度為70 ℃時(shí)的雷諾數(shù)）仍大于 3.9×106，可以用湍流進(jìn)行模擬.本文使用Realizablek- ε 湍流模型[14]進(jìn)行列車外流場(chǎng)的數(shù)值模擬，如式（3）、（4）.

式（3）、（4）中：k為湍流動(dòng)能； ε 為湍流耗散率； σk、σε分別為湍流動(dòng)能和湍流耗散率的普朗特?cái)?shù)，分別取1.0和1.2；Gk為根據(jù)速度梯度計(jì)算的湍動(dòng)能生成項(xiàng)；xi和xj為位置坐標(biāo)分量，i、j為空間坐標(biāo)方向變量，ui為速度坐標(biāo)分量； μt為湍流動(dòng)力黏性系數(shù)；vq為氣體流速；S為平均應(yīng)變率張量的模量，為空間矢量常數(shù)；C2為常數(shù)，取1.9.

2.2 模型驗(yàn)證

列車運(yùn)行基本阻力主要由機(jī)械阻力與氣動(dòng)阻力組成.列車高速運(yùn)行時(shí)，機(jī)械阻力在運(yùn)行阻力中占比相對(duì)較小，其大小大致與速度呈一次線性相關(guān)[15].一般環(huán)境條件（1.0個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓），環(huán)境溫度10 ℃下，明線上列車氣動(dòng)阻力占列車基本運(yùn)行阻力的比值與速度變化的對(duì)應(yīng)情況如表1所示.

表1 不同列車速度下氣動(dòng)阻力所占比例Tab.1 The ratio of air resistance at different speeds

根據(jù)該型動(dòng)車組的運(yùn)行基本阻力公式、氣動(dòng)阻力占比經(jīng)驗(yàn)值、機(jī)械阻力與列車運(yùn)行速度的一次線性關(guān)系可以確定動(dòng)車組運(yùn)行時(shí)的機(jī)械阻力為

式中：v為列車運(yùn)行速度（km/h）.

列車在明線和隧道中運(yùn)行時(shí)，其運(yùn)行阻力的差異主要由氣動(dòng)阻力變化引起.因此在計(jì)算時(shí)，假定列車在明線上與隧道內(nèi)運(yùn)行時(shí)機(jī)械阻力相同.將仿真計(jì)算所得一般環(huán)境條件下列車隧道運(yùn)行氣動(dòng)阻力與式（5）所得機(jī)械阻力相加，可得到列車隧道運(yùn)行的基本阻力.根據(jù)參考文獻(xiàn)[16]中的試驗(yàn)條件設(shè)置仿真參數(shù)進(jìn)行計(jì)算，壓力速度耦合方式采用SIMPLE算法，選取的計(jì)算收斂精度為 1 0-3.計(jì)算完成后，提取動(dòng)車組車體沿隧道方向的受力作為列車隧道運(yùn)行氣動(dòng)阻力，并與相同速度下動(dòng)車組運(yùn)行機(jī)械阻力相加，計(jì)算得到動(dòng)車組隧道運(yùn)行基本阻力，跟實(shí)測(cè)隧道運(yùn)行基本阻力進(jìn)行對(duì)比.結(jié)果如圖4所示，由圖可知：仿真得到的列車基本運(yùn)行阻力與實(shí)測(cè)運(yùn)行阻力吻合較好，說明本文所建立的仿真模型可有效計(jì)算列車通過隧道時(shí)的氣動(dòng)阻力.

圖4 試驗(yàn)與仿真計(jì)算結(jié)果比較Fig.4 Comparison of experimental and simulation results

3 仿真結(jié)果與分析

3.1 列車隧道氣動(dòng)阻力

在大氣環(huán)境下，溫度升高會(huì)使氣體分子運(yùn)動(dòng)速度變快、分子間距增大、空氣密度減小，溫度降低則反之.同時(shí)，表征空氣黏性的動(dòng)力黏度也會(huì)隨溫度的升高而增大.環(huán)境氣壓也會(huì)對(duì)空氣密度產(chǎn)生影響，氣壓越低，空氣密度越小.空氣的密度值與動(dòng)力黏度值可以通過式（1）、（2）獲得.

為研究川藏線沿線極端溫度與氣壓條件下，動(dòng)車組列車運(yùn)行通過隧道時(shí)的氣動(dòng)阻力，分別計(jì)算0.6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓與1.0個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，環(huán)境溫度為 -30 ℃、10 ℃、30 ℃、70 ℃ 時(shí)，動(dòng)車組列車以不同速度運(yùn)行通過 81 m2和 52 m2兩種隧道時(shí)的氣動(dòng)阻力大小.由于動(dòng)車組在低速運(yùn)行狀態(tài)下受到的氣動(dòng)阻力較小，氣動(dòng)阻力F對(duì)列車運(yùn)行的影響較小，將列車的最低速度工況取為60 km/h，仿真計(jì)算結(jié)果如圖5所示.

圖5 列車隧道氣動(dòng)阻力Fig.5 Air resistance of train in the tunnel

考慮到氣動(dòng)阻力隨列車運(yùn)行速度的變化規(guī)律，采用二次函數(shù)對(duì)不同速度下列車通過隧道時(shí)的氣動(dòng)阻力進(jìn)行擬合，擬合函數(shù)的基本形式為F=Av2，其中，A為擬合系數(shù)，擬合公式如圖例所示.

由圖5可知：動(dòng)車組運(yùn)行速度大于60 km/h時(shí)，在相同的環(huán)境溫度與壓強(qiáng)條件下，氣動(dòng)阻力的仿真計(jì)算結(jié)果沿以速度為自變量的二次函數(shù)曲線分布，氣動(dòng)阻力近似與速度的二次方成正比；環(huán)境溫度與壓強(qiáng)的變化并未對(duì)氣動(dòng)阻力隨動(dòng)車組運(yùn)行速度變化的基本規(guī)律產(chǎn)生影響；在相同的壓強(qiáng)條件下，溫度越高，動(dòng)車組通過隧道時(shí)的氣動(dòng)阻力越低，環(huán)境溫度的升高會(huì)使空氣的動(dòng)力黏度增大，但同時(shí)也會(huì)使空氣密度減小，空氣動(dòng)力黏度增大會(huì)增大空氣與列車表面的摩擦阻力，而空氣密度減小則會(huì)使列車受到的空氣阻力降低；在相同壓強(qiáng)條件下，溫度變化引起的空氣密度變化對(duì)動(dòng)車組通過隧道的氣動(dòng)阻力的影響更大；在相同溫度條件下，壓強(qiáng)越低，列車受到的氣動(dòng)阻力也越小，隨環(huán)境壓強(qiáng)降低，空氣密度減小，動(dòng)車組所受氣動(dòng)阻力也隨之減??；列車隧道運(yùn)行氣動(dòng)阻力主要與列車運(yùn)行速度有關(guān)，列車運(yùn)行速度越高，氣動(dòng)阻力對(duì)列車運(yùn)行阻力的影響越明顯.

3.2 列車隧道運(yùn)行阻力

列車運(yùn)行機(jī)械阻力主要與列車質(zhì)量及運(yùn)行速度相關(guān)，故認(rèn)為同一列車以相同速度在隧道與明線運(yùn)行時(shí)的機(jī)械阻力差別不大.機(jī)械阻力與仿真計(jì)算得到的隧道運(yùn)行氣動(dòng)阻力相加可以計(jì)算出動(dòng)車組通過隧道時(shí)的運(yùn)行阻力.結(jié)合川藏鐵路動(dòng)車組列車運(yùn)營速度進(jìn)一步分析不同環(huán)境條件下動(dòng)車組列車以120、160、200 km/h 的速度運(yùn)行通過 81、52 m2兩種隧道時(shí)的隧道運(yùn)行阻力，結(jié)果如圖6所示.

圖6 不同條件下列車隧道運(yùn)行阻力Fig.6 Running resistance of train in the tunnel under different conditions

從圖6看出：由于隧道氣動(dòng)阻力的影響，動(dòng)車組運(yùn)行通過隧道時(shí)，隨著速度提高，列車在運(yùn)行時(shí)受到的阻力迅速增加；動(dòng)車組在52 m2隧道中運(yùn)行時(shí)的阻力明顯大于在81 m2隧道中運(yùn)行時(shí)的阻力；溫度與氣壓也會(huì)對(duì)列車的隧道運(yùn)行阻力產(chǎn)生較大影響.

3.3 溫度與氣壓對(duì)列車隧道運(yùn)行阻力的影響

動(dòng)車組的運(yùn)行基本阻力與隧道運(yùn)行阻力一般通過現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)得到，受限于試驗(yàn)場(chǎng)地與試驗(yàn)時(shí)的環(huán)境條件，試驗(yàn)結(jié)果在特殊氣象條件下的應(yīng)用存在一定局限性.根據(jù)計(jì)算結(jié)果，可以進(jìn)一步分析氣壓與溫度條件變化對(duì)列車隧道運(yùn)行阻力的影響規(guī)律，為特殊氣象環(huán)境條件下隧道運(yùn)行的阻力計(jì)算與應(yīng)用提供參考，結(jié)果如表2所示.

由表2 可知：在 120、160、200 km/h速度等級(jí)下，溫度相同，環(huán)境氣壓由1.0個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓變?yōu)?.6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，受氣動(dòng)阻力變化影響，動(dòng)車組列車的運(yùn)行基本阻力下降了20.0%～30.0%；溫度越低，下降幅度越明顯，溫度為 -30 ℃時(shí)，運(yùn)行阻力下降了26.2%～31.6%，溫度為70 ℃時(shí)，運(yùn)行阻力下降了19.5%～26.9%.氣壓條件相同時(shí)，與一般環(huán)境溫度相比，溫度變化對(duì)列車運(yùn)行阻力的影響在-10.0%～10.0%之間；氣壓越高，溫度變化對(duì)運(yùn)行阻力的影響越明顯，1.0個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下，溫度變化對(duì)運(yùn)行阻力的影響在 -13.7%～13.9%之間，0.6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓條件下，溫度對(duì)運(yùn)行阻力的影響在 -9%～8.2%之間.

表2 隧道運(yùn)行阻力變化量Tab.2 The variation of tunnel running resistance

從式（1）可以看出，低溫狀態(tài)下，氣壓變化引起的空氣密度變化更為明顯，高壓狀態(tài)下，氣溫變化引起的空氣密度變化更為明顯.這與上述結(jié)果存在較為明顯的對(duì)應(yīng)關(guān)系，也進(jìn)一步說明，不同環(huán)境條件下，空氣密度是列車隧道運(yùn)行氣動(dòng)阻力的主要影響因素.

溫度與氣壓條件變化對(duì)列車隧道運(yùn)行阻力的影響較大，故在對(duì)隧道內(nèi)列車運(yùn)行阻力進(jìn)行計(jì)算時(shí)，需要考慮環(huán)境氣壓與溫度條件對(duì)運(yùn)行阻力的影響.由于環(huán)境的平均氣壓與所在地的海拔情況有關(guān)，一般較為穩(wěn)定，而環(huán)境溫度則會(huì)受到多種因素的影響.本文仿真計(jì)算中，考慮了極端條件下溫度與氣壓對(duì)氣動(dòng)阻力的影響.實(shí)際情況下，溫差達(dá)到100 ℃的情況并不多見，因而溫度變化對(duì)列車隧道運(yùn)行阻力的影響會(huì)更小.在進(jìn)行隧道運(yùn)行阻力計(jì)算時(shí)，可以先考慮氣壓變化對(duì)列車運(yùn)行阻力帶來的影響，進(jìn)一步根據(jù)溫度條件對(duì)阻力進(jìn)行修正.

從列車運(yùn)行通過川藏鐵路隧道時(shí)氣動(dòng)阻力的仿真計(jì)算結(jié)果來看，溫度與氣壓對(duì)列車隧道運(yùn)行氣動(dòng)阻力有著重要的影響.因此，對(duì)于具有復(fù)雜氣象條件的艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路線路，在列車牽引計(jì)算及線路設(shè)計(jì)中，需要考慮氣壓和溫度變化的影響.

4 結(jié) 論

為研究川藏鐵路雅安至林芝段沿線環(huán)境溫度與氣壓變化對(duì)列車隧道運(yùn)行阻力的影響，建立了動(dòng)車組列車運(yùn)行通過隧道的計(jì)算流體力學(xué)模型.分析了川藏鐵路溫度與氣壓隨海拔變化對(duì)列車隧道氣動(dòng)阻力的影響規(guī)律，結(jié)果表明：

1）隧道氣動(dòng)阻力受隧道截面面積與列車運(yùn)行速度的影響較大.隧道長度相同時(shí)，隧道截面面積越小，氣動(dòng)阻力越大.動(dòng)車組運(yùn)行速度高于60 km/h時(shí)，其通過隧道時(shí)的氣動(dòng)阻力近似與速度的二次方成正比例關(guān)系.

2）在相同溫度條件下，隧道氣動(dòng)阻力隨氣壓的降低而減小.當(dāng)大氣壓由1.0個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓降低到0.6個(gè)標(biāo)準(zhǔn)大氣壓時(shí)，列車通過隧道時(shí)的基本運(yùn)行阻力下降30%左右.

3）在相同氣壓條件下，列車通過隧道時(shí)的氣動(dòng)阻力隨溫度的降低而增加.當(dāng)溫度由10 ℃降低到-30 ℃時(shí)，列車通過隧道的運(yùn)行阻力增加10%左右；而當(dāng)溫度由10 ℃上升到70 ℃時(shí)，隧道運(yùn)行阻力降低10%左右.

4）川藏鐵路沿線的溫度、氣壓變化均會(huì)對(duì)列車隧道氣動(dòng)阻力產(chǎn)生顯著的影響.對(duì)于具有復(fù)雜氣象條件的艱險(xiǎn)山區(qū)鐵路線路，在列車牽引計(jì)算及線路設(shè)計(jì)中，需要考慮氣壓和溫度變化的影響.

列車外形、隧道長度、溫度與氣壓的動(dòng)態(tài)變化對(duì)列車運(yùn)行阻力及動(dòng)力學(xué)性能的影響也不可忽視.在后續(xù)研究工作中，將建立更完善的列車流體動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型，深入研究川藏鐵路特殊高原氣象環(huán)境對(duì)動(dòng)車組列車運(yùn)行性能的影響.