用于模拟隧道气动效应的方法及装置、电子设备、存储介质制造方法及图纸

本申请涉及隧道气动效应技术领域，公开一种用于模拟隧道气动效应的方法，包括：获取列车及隧道三维模型，获取列车及隧道三维模型对应的二维轴对称模型，将二维轴对称模型导入预设的仿真软件进行隧道气动效应模拟。这样，通过将三维模型转换为二维轴对称模型，并利用二维轴对称模型对列车通过隧道产生的气动效应进行模拟，能够提高模拟气动效应时的计算效率，降低求解时间。从而能够大幅降低仿真资源消耗。本申请还公开一种用于模拟隧道气动效应的装置及电子设备、存储介质。存储介质。存储介质。

【技术实现步骤摘要】
用于模拟隧道气动效应的方法及装置、电子设备、存储介质


[0001]本申请涉及隧道气动效应
，例如涉及一种用于模拟隧道气动效应的方法及装置、电子设备、存储介质。

技术介绍

[0002]列车通过隧道产生的气动效应是一种具有强烈三维效应的非恒定湍流。随着速度的增加，隧道环境将受到强烈的交变压力的影响。相应的压力幅度可能高达6kPa或更大，并对隧道结构和辅助设施造成损坏。隧道洞口的微气压波向外辐射，可能导致爆炸性噪声和房屋玻璃振动等环境问题。目前研究列车/隧道耦合气动效应的方法主要有：实车实验、动模型试验和数值仿真。实车实验和动模型试验都面临着现场环境复杂、试验成本高的挑战。而随着计算机硬件的不断完善，数值模拟已成为研究隧道压力波的主要方法，并逐渐从一维流动模型发展到多维流动模型。一维程序在计算列车隧道气动性能方面的优势在于其模拟成本低、精度合理。然而，在高速列车和隧道的建模过程中，一维流动模型被大大简化。因此，很难分析列车的局部形状和隧道的突变结构对流场的影响。为了补充这一部分，近年来列车三维气动性能的模拟得到广泛应用。三维仿真模型可以全面探索列车的空气动力学性能、压力分布和周围流场的变化。
[0003]在实现本公开实施例的过程中，发现相关技术中至少存在如下问题：
[0004]相关技术中在通过三维仿真模型对列车通过隧道产生的气动效应进行模拟时，要求更高的计算机硬件性能和计算成本，使得仿真资源消耗巨大。
[0005]需要说明的是，在上述
技术介绍
部分公开的信息仅用于加强对本申请的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现思路

[0006]为了对披露的实施例的一些方面有基本的理解，下面给出了简单的概括。所述概括不是泛泛评述，也不是要确定关键/重要组成元素或描绘这些实施例的保护范围，而是作为后面的详细说明的序言。
[0007]本公开实施例提供了一种用于模拟隧道气动效应的方法及装置、电子设备、存储介质，以能够降低模拟列车通过隧道产生气动效应的仿真资源消耗。
[0008]在一些实施例中，所述用于模拟隧道气动效应的方法，包括：获取列车及隧道三维模型，获取所述列车及隧道三维模型对应的二维轴对称模型，将所述二维轴对称模型导入预设的仿真软件进行隧道气动效应模拟。
[0009]在一些实施例中，根据所述列车及隧道三维模型获取二维轴对称模型，包括：将所述列车及隧道三维模型按照单位截面等体积的原则转换为等效三维旋转体模型。按照所述等效三维旋转体模型的中心轴将所述等效三维旋转体模型分为四等份。将四分之一的所述等效三维旋转体模型导入预设的网格离散软件中进行网格划分，获得二维轴对称模型。
[0010]在一些实施例中，所述等效三维旋转体模型包括等效列车模型和等效隧道模型，
将四分之一的所述等效三维旋转体模型导入预设的网格离散软件中进行网格划分，获得二维轴对称模型，包括：将四分之一的所述等效列车模型置于所述网格离散软件中的重叠网格中，并将四分之一的所述等效隧道模型置于所述网格离散软件中的背景网格中。所述重叠网格用于带动所述等效列车模型运动。确定所述等效列车模型的待计算面，获取网格尺寸参数和所述等效列车模型的表面棱柱层参数。按照所述网格尺寸参数和所述列车表面棱柱层参数对所述网格离散软件进行设置，并对所述待计算面进行二维网格标记，以生成二维网格。将所述二维网格的第一坐标轴设置为旋转轴，获得二维轴对称模型。
[0011]在一些实施例中，将所述二维轴对称模型导入预设的仿真软件进行隧道气动效应模拟，包括：确定所述重叠网格的速度，并利用所述仿真软件在所述二维轴对称模型中并建立压力监测点。确定边界条件、计算域和求解参数。按照所述重叠网格的速度、所述边界条件、计算域和求解参数对所述仿真软件进行设置，以对隧道气动效应进行模拟。
[0012]在一些实施例中，利用所述仿真软件在所述二维轴对称模型中并建立压力监测点，包括：获取待测位置的空间坐标，将所述空间坐标输入所述仿真软件中建立压力监测点。
[0013]在一些实施例中，将所述二维轴对称模型导入预设的仿真软件进行隧道气动效应模拟后，还包括：获取所述压力监测点在隧道气动效应模拟期间的第一压力监测数据。将所述第一压力监测数据、预设的第二压力监测数据和预设的第三压力数据进行对比，获得对比结果。
[0014]在一些实施例中，所述用于模拟隧道气动效应的装置，包括：第一获取模块，被配置为获取列车及隧道三维模型。第二获取模块，被配置为获取所述列车及隧道三维模型对应的二维轴对称模型。模拟模块，被配置为将所述二维轴对称模型导入预设的仿真软件进行隧道气动效应模拟。
[0015]在一些实施例中，所述用于模拟隧道气动效应的装置包括：处理器和存储有程序指令的存储器，所述处理器被配置为在执行所述程序指令时，执行上述用于模拟隧道气动效应的方法。
[0016]在一些实施例中，所述电子设备包括：电子设备本体；上述的用于模拟隧道气动效应的装置，被安装于所述电子设备本体。
[0017]在一些实施例中，所述存储介质存储有程序指令，所述程序指令在运行时，执行上述的用于模拟隧道气动效应的方法。
[0018]本公开实施例提供的用于模拟隧道气动效应的方法及装置、电子设备、存储介质，可以实现以下技术效果：通过获取列车及隧道三维模型，获取列车及隧道三维模型对应的二维轴对称模型，将二维轴对称模型导入预设的仿真软件进行隧道气动效应模拟。这样，通过将三维模型转换为二维轴对称模型，并利用二维轴对称模型对列车通过隧道产生的气动效应进行模拟，能够提高模拟气动效应时的计算效率，降低求解时间。从而能够降低仿真资源消耗。
[0019]以上的总体描述和下文中的描述仅是示例性和解释性的，不用于限制本申请。
附图说明
[0020]一个或多个实施例通过与之对应的附图进行示例性说明，这些示例性说明和附图
并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件示为类似的元件，附图不构成比例限制，并且其中：
[0021]图1是本公开实施例提供的一个用于模拟隧道气动效应的方法的示意图；
[0022]图2是本公开实施例提供的一个隧道三维模型的横截面示意图；
[0023]图3是本公开实施例提供的一个等效隧道模型的横截面示意图；
[0024]图4是本公开实施例提供的一个列车三维模型的示意图；
[0025]图5是本公开实施例提供的一个等效列车模型的示意图；
[0026]图6是本公开实施例提供的一个列车三维模型的转向架区域的结构示意图；
[0027]图7是本公开实施例提供的一个列车几何建模参数对应关系示意图；
[0028]图8是本公开实施例提供的一个四分之一的等效列车模型的结构示意图；
[0029]图9是本公开实施例提供的一个二维轴对称模型的示意图；
[0030]图10是本公开实施例提供的一个压力监测点处的三种模型的压力时程曲线的示意图；
[0031]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于模拟隧道气动效应的方法，其特征在于，包括：获取列车及隧道三维模型；获取所述列车及隧道三维模型对应的二维轴对称模型；将所述二维轴对称模型导入预设的仿真软件进行隧道气动效应模拟。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述列车及隧道三维模型获取二维轴对称模型，包括：将所述列车及隧道三维模型按照单位截面等体积的原则转换为等效三维旋转体模型；按照所述等效三维旋转体模型的中心轴将所述等效三维旋转体模型分为四等份；将四分之一的所述等效三维旋转体模型导入预设的网格离散软件中进行网格划分，获得二维轴对称模型。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述等效三维旋转体模型包括等效列车模型和等效隧道模型，将四分之一的所述等效三维旋转体模型导入预设的网格离散软件中进行网格划分，获得二维轴对称模型，包括：将四分之一的所述等效列车模型置于所述网格离散软件中的重叠网格中，并将四分之一的所述等效隧道模型置于所述网格离散软件中的背景网格中；所述重叠网格用于带动所述等效列车模型运动；确定所述等效列车模型的待计算面，获取网格尺寸参数和所述等效列车模型的表面棱柱层参数；按照所述网格尺寸参数和所述列车表面棱柱层参数对所述网格离散软件进行设置，并对所述待计算面进行二维网格标记，以生成二维网格；将所述二维网格的第一坐标轴设置为旋转轴，获得二维轴对称模型。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，将所述二维轴对称模型导入预设的仿真软件进行隧道气动效应模拟，包括：确定所述重叠网格的速度，并利用所述仿真软件在所述二维轴对称...

【专利技术属性】
技术研发人员：熊小慧，王凯文，王家斌，刘堂红，张洁，杨波，王军彦，唐明赞，张朵朵，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：