本書(shū)是一本專門探討高速列車通過(guò)站臺(tái)時(shí)所產(chǎn)生的氣動(dòng)效應(yīng)及安全防護(hù)技術(shù)的學(xué)術(shù)專著。首先，介紹了高速鐵路發(fā)展現(xiàn)狀、高速過(guò)站空氣動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀及研究方法；其次，介紹了計(jì)算流體力學(xué)的相關(guān)理論知識(shí)，并通過(guò)實(shí)例對(duì)數(shù)值模擬計(jì)算方法和過(guò)程進(jìn)行了初步的說(shuō)明；接著，通過(guò)高速列車過(guò)地面站數(shù)值仿真模擬、不同因素下站臺(tái)連續(xù)體表面風(fēng)壓變化、高速鐵路列車過(guò)站風(fēng)載荷效應(yīng)的試驗(yàn)研究等內(nèi)容詳細(xì)介紹了數(shù)值仿真模擬方法、仿真技術(shù)和現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)條件下不同工況下站臺(tái)門表面壓力變化情況；最后，論述了針對(duì)不同類型站臺(tái)的氣動(dòng)防護(hù)措施、站臺(tái)安全防護(hù)設(shè)備形式及發(fā)展趨勢(shì)。
本書(shū)適合高速鐵路站房工程、站臺(tái)安全防護(hù)設(shè)備工程、高速鐵路氣動(dòng)效應(yīng)等領(lǐng)域的科研、設(shè)計(jì)、試驗(yàn)、運(yùn)營(yíng)組織管理和科研院所等相關(guān)技術(shù)人員和師生閱讀和參考。
《列車高速過(guò)站氣動(dòng)效應(yīng)及站臺(tái)安全防護(hù)》揭秘高鐵飛馳背后的安全守護(hù)
在高鐵時(shí)代，列車如箭般穿梭，帶來(lái)便捷的同時(shí)，也隱藏著不為人知的安全挑戰(zhàn)。當(dāng)列車高速過(guò)站，氣動(dòng)效應(yīng)如何影響站臺(tái)環(huán)境？乘客安全與設(shè)施安全如何保障？這本學(xué)術(shù)專著為你揭開(kāi)迷霧！
本書(shū)首次全面論述列車高速過(guò)站空氣動(dòng)力學(xué)及安全防護(hù)技術(shù)，從理論到實(shí)踐，深度剖析氣動(dòng)效應(yīng)機(jī)理，通過(guò)數(shù)值模擬與實(shí)驗(yàn)研究，提出有效站臺(tái)防護(hù)措施。內(nèi)容涵蓋高速鐵路發(fā)展現(xiàn)狀、計(jì)算流體力學(xué)理論、數(shù)值模擬方法、現(xiàn)場(chǎng)實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)分析等，結(jié)構(gòu)嚴(yán)謹(jǐn)，數(shù)據(jù)詳實(shí)。
無(wú)論你是高速鐵路站房工程、站臺(tái)安全防護(hù)設(shè)備工程的科研人員，還是相關(guān)領(lǐng)域的師生，本書(shū)都將成為你不可或缺的理論支持與技術(shù)指南。讓我們一起探索高鐵飛馳背后的安全秘密，為高速鐵路的安全運(yùn)營(yíng)保駕護(hù)航！
隨著現(xiàn)代高速鐵路的快速發(fā)展，列車運(yùn)行速度不斷提高，列車高速過(guò)站時(shí)產(chǎn)生的氣動(dòng)效應(yīng)對(duì)站臺(tái)環(huán)境、設(shè)施以及乘客安全的影響日益顯著。高速鐵路不僅在改變交通運(yùn)輸模式，更為相關(guān)技術(shù)研究提出了全新的課題和挑戰(zhàn)。作為高速鐵路技術(shù)領(lǐng)域的一個(gè)重要課題，列車高速過(guò)站的氣動(dòng)效應(yīng)及其所引發(fā)的安全問(wèn)題日益引起社會(huì)各界和學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注。列車高速通過(guò)站臺(tái)時(shí)，氣動(dòng)效應(yīng)會(huì)對(duì)周圍環(huán)境產(chǎn)生復(fù)雜的影響。氣流沖擊、壓力波動(dòng)、渦流等現(xiàn)象，不僅影響站臺(tái)上乘客的舒適性，還可能對(duì)設(shè)施設(shè)備造成損害，更為嚴(yán)重的是可能危及乘客的生命安全。因此，如何有效預(yù)測(cè)、分析和防范這些氣動(dòng)效應(yīng)，已經(jīng)成為保障高速鐵路安全運(yùn)營(yíng)的關(guān)鍵。
本書(shū)詳細(xì)探討了列車高速過(guò)站時(shí)的氣動(dòng)效應(yīng)機(jī)理，結(jié)合理論分析與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，深入剖析了氣動(dòng)負(fù)壓、壓力波以及風(fēng)場(chǎng)等現(xiàn)象的產(chǎn)生與傳播規(guī)律。同時(shí)，本書(shū)還通過(guò)大量的數(shù)值模擬和實(shí)驗(yàn)研究，提出了有效的站臺(tái)防護(hù)措施和技術(shù)方案，以期為高速鐵路站臺(tái)安全設(shè)計(jì)提供理論支持與技術(shù)依據(jù)。
本書(shū)針對(duì)我國(guó)高速鐵路列車過(guò)站時(shí)產(chǎn)生的氣動(dòng)效應(yīng)及安全防護(hù)技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)性研究，是行業(yè)內(nèi)首本對(duì)列車高速過(guò)站空氣動(dòng)力學(xué)及安全防護(hù)技術(shù)的全面論述的專著。
本書(shū)共分為6章：第1章，介紹了氣動(dòng)效應(yīng)研究的目的及意義、國(guó)內(nèi)外高速鐵路發(fā)展現(xiàn)狀、國(guó)內(nèi)外對(duì)于高速列車過(guò)站空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題的研究現(xiàn)狀以及主流的列車過(guò)站空氣動(dòng)力學(xué)研究方法；第2章，詳細(xì)論述了理論計(jì)算的數(shù)學(xué)理論模型、由此衍生的數(shù)值計(jì)算方法以及計(jì)算流體力學(xué)實(shí)際應(yīng)用的方法；第3章，詳細(xì)介紹了高速列車過(guò)地面車站站臺(tái)時(shí)數(shù)值模擬計(jì)算需要進(jìn)行的模型建立、參數(shù)設(shè)置和結(jié)果分析等步驟，以典型計(jì)算工況為例論述了模擬仿真計(jì)算的全部流程；第4章，介紹了高速列車過(guò)站時(shí)，列車過(guò)站速度、站臺(tái)門設(shè)置距離、過(guò)站車型、地面站站臺(tái)雨棚等不同因素對(duì)于站臺(tái)連續(xù)體表面風(fēng)壓的影響情況；第5章，結(jié)合實(shí)際測(cè)試項(xiàng)目介紹了與列車高速過(guò)站氣動(dòng)效應(yīng)相關(guān)的線路試驗(yàn)內(nèi)容，包括測(cè)試內(nèi)容、測(cè)試方法、測(cè)試方案、測(cè)試原理以及與對(duì)應(yīng)仿真結(jié)果進(jìn)行數(shù)據(jù)對(duì)比的數(shù)據(jù)分析內(nèi)容；第6章，論述了高速鐵路站臺(tái)安全防護(hù)研究的相關(guān)內(nèi)容，包括國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀、傳統(tǒng)及新型站臺(tái)防護(hù)設(shè)備形式以及站臺(tái)防護(hù)設(shè)備未來(lái)發(fā)展趨勢(shì)。
本書(shū)在編撰過(guò)程中得到了北京航空航天大學(xué)、內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)、中鐵第四勘察設(shè)計(jì)院集團(tuán)有限公司、珠三角城際公司等合作單位的大力支持，在此對(duì)以上單位及所有參與本書(shū)編撰的人員表示感謝。鑒于作者水平有限，書(shū)中難免有不足之處，敬請(qǐng)廣大讀者批評(píng)指正。
最后，衷心感謝所有為本書(shū)出版付出努力的人士和研究人員，也希望本書(shū)能對(duì)讀者有所啟發(fā)。
作者
2024年5月于北京
王志飛，工學(xué)博士，研究員，中國(guó)儀器儀表學(xué)會(huì)認(rèn)證的教授級(jí)高工，碩士生導(dǎo)師，國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)課題負(fù)責(zé)人和ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)國(guó)內(nèi)召集人，國(guó)家鐵路局科技標(biāo)準(zhǔn)規(guī)劃專家、、中國(guó)工程設(shè)備專家，中國(guó)計(jì)算機(jī)學(xué)會(huì)人工智能與模式識(shí)別和嵌入式系統(tǒng)專委會(huì)委員，中國(guó)測(cè)繪學(xué)會(huì)智慧城市委員會(huì)委員，中國(guó)儀器儀表和機(jī)械工程學(xué)會(huì)高級(jí)會(huì)員。主要從事鐵路/軌道交通信息技術(shù)、自動(dòng)化和人工智能方面的研究工作。近年來(lái)，主持和參加國(guó)家級(jí)課題6項(xiàng)、省部級(jí)課題10余項(xiàng)，局級(jí)以上科研課題20余項(xiàng)；獲得省部級(jí)技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)1項(xiàng)，科學(xué)科技進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)5項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)，申請(qǐng)發(fā)明專利50余項(xiàng)，其中授權(quán)發(fā)明專利18項(xiàng)、實(shí)用新型20余項(xiàng)，主持編制ISO國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)、國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)4項(xiàng)、鐵路行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)、北京地方標(biāo)準(zhǔn)和廣東省地方標(biāo)準(zhǔn)各1項(xiàng)、國(guó)鐵集團(tuán)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)、團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)，在《中國(guó)鐵道科學(xué)》、《航空學(xué)報(bào)》英文版、《北京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)》、《航空動(dòng)力學(xué)報(bào)》、《Procedia CIRP》等國(guó)內(nèi)外各類期刊以及IEEE工業(yè)電子各美國(guó)光學(xué)工程學(xué)會(huì)主辦的會(huì)議發(fā)表各類學(xué)術(shù)論文50余篇，其中SCI收錄3篇，EI收錄20余篇，參與出版專著2部。
1.1研究的目的及意義1
1.2高速鐵路的發(fā)展現(xiàn)狀2
1.3高速列車過(guò)站空氣動(dòng)力學(xué)研究現(xiàn)狀13
1.4列車過(guò)站空氣動(dòng)力學(xué)研究方法17
1.5本章小結(jié)18
參考文獻(xiàn)19
第2章計(jì)算流體力學(xué)的基本理論和方法25
2.1計(jì)算流體力學(xué)基礎(chǔ)25
2.2數(shù)值方法34
2.3大位移瞬態(tài)計(jì)算方法35
2.4列車高速過(guò)站氣動(dòng)效應(yīng)數(shù)值模擬計(jì)算過(guò)程39
2.5本章小結(jié)50
參考文獻(xiàn)51
第3章高速列車過(guò)地面車站站臺(tái)數(shù)值仿真模擬53
3.1仿真模型建立55
3.2列車過(guò)站網(wǎng)格模型57
3.3計(jì)算參數(shù)設(shè)定59
3.4結(jié)果分析60
3.5本章小結(jié)68
參考文獻(xiàn)68
第4章不同影響因素下站臺(tái)連續(xù)體表面的風(fēng)壓變化70
4.1過(guò)站速度對(duì)站臺(tái)門承受的風(fēng)壓及風(fēng)速的影響70
4.2設(shè)置距離對(duì)站臺(tái)門承受的風(fēng)壓的影響74
4.3過(guò)站車型對(duì)站臺(tái)門承受的風(fēng)壓的影響78
4.4站臺(tái)雨棚結(jié)構(gòu)對(duì)站臺(tái)門承受的風(fēng)壓的影響83
4.5本章小結(jié)88
參考文獻(xiàn)89
第5章高速鐵路列車過(guò)站氣動(dòng)效應(yīng)的試驗(yàn)研究90
5.1測(cè)試內(nèi)容90
5.2測(cè)試方法91
5.3測(cè)試方案91
5.4測(cè)試程序與技術(shù)100
5.5明線過(guò)站仿真與測(cè)試結(jié)果對(duì)比106
5.6本章小結(jié)109
參考文獻(xiàn)110
第6章高速鐵路站臺(tái)安全防護(hù)研究111
6.1研究的意義111
6.2國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀113
6.3站臺(tái)安全防護(hù)設(shè)備的形式122
6.4站臺(tái)安全防護(hù)設(shè)備發(fā)展趨勢(shì)168
6.5本章小結(jié)171
參考文獻(xiàn)172
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