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铁路缓和式路堤的风沙流场数值模拟研究

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沙漠地区的铁路时常面临风沙危害,常对列车的运行安全及维修造成严重影响,因此铁路沿线布置了多种风沙防护设施.缓和式路堤可能会减小风阻,使风沙快速流过路堤,因此其风沙流特性有待验证.以缓和式路堤为研究对象,采用欧拉双流体模型,以风速廓线作为边界条件,利用流体力学软件对比分析不同结构路堤周围的风沙流场,在此基础上揭示了不同摩阻风速对路堤积沙的影响.研究结果表明:各种路堤周围的流场均形成了减速区、回流区及加速区;在两侧下凹坡路堤的顶面出现较强涡流,最小风速是普通路堤的2.3倍,同时在路堤背风坡中部和回流区尾部之间形成长达45 m的回流区;两侧下凹坡结构有利于减弱风沙运动阻力,使这种路堤积沙量最少,比普通路堤低17.5％;当摩阻风速适中时,两侧下凹坡路堤顶部形成较强回流,输沙作用明显.因此,两侧下凹坡的缓和式路堤有助于风沙快速通过轨道,是一种输沙性能良好的路堤结构.
Numerical simulation of wind-sand flow field of railway gentle embankment

徐建刚、黄宁、石广田、张小安

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兰州交通大学铁道技术学院,兰州 730070

兰州交通大学甘肃省轨道交通服役环境与智能运维重点实验室,兰州 730070

兰州大学西部灾害与环境力学教育部重点实验室,兰州 730000

兰州交通大学机电工程学院,兰州 730070

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沙漠铁路 缓和式路堤 风沙流 输沙 数值模拟

518680371179028020JR5RA381

2021

10.3969/j.issn.1001-4373.2021.03.012

兰州交通大学学报
兰州交通大学

兰州交通大学学报

影响因子：0.532
ISSN：1001-4373
年,卷(期)：2021.40(3)
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