高速列车过站的数值模拟及风致振动研究的任务书.docx

高速列车过站的数值模拟及风致振动研究的任务书
任务书
任务名称：高速列车过站的数值模拟及风致振动研究
任务背景：随着我国高速铁路建设的不断发展，高速列车成为人们出行的主要选择。在高速列车运行时，列车经过车站会产生较大的风致振动，不仅会影响列车的运行稳定性和安全，也会对车站建筑物产生较大影响。因此，开展高速列车过站的数值模拟及风致振动研究具有重要的现实意义和应用价值。
任务目标：本任务旨在开展高速列车过站的数值模拟及风致振动研究，主要包括以下目标：
1.建立高速列车过站的双向耦合模型，包括列车-轨道-地基-车站建筑物等要素，模拟列车过站时产生的振动响应。
2.分析列车过站时不同速度、不同车重和不同风速下的振动响应特性，探讨列车过站对地基和建筑物的影响。
3.优化车站建筑物设计方案，减小列车过站对建筑物的影响，提高车站对列车过站的适应性。
任务内容：本任务的主要内容包括：
1.建立高速列车过站的双向耦合模型：采用有限元分析和计算流体力学方法，建立列车-轨道-地基-车站建筑物等要素的双向耦合模型，仿真列车过站时产生的振动响应。
2.分析不同条件下的振动响应特性：根据列车速度、车重和风速等条件设置不同模型，模拟列车过站时的振动响应特性，并进行分析。
3.优化车站建筑物设计方案：根据模拟结果，适当调整车站建筑物的设计方案，减小列车过站对建筑物的影响，提高车站对列车过站的适应性。
任务技术路线：
1.建立高速列车过站的双向耦合模型
（1）列车模型：采用MultibodyDynamics软件建立高速列车模型，包括车体、轮对、车轴、车轮等部件，并分析列车空气动力学性质。
（2）轨道模型：采用有限元分析软件建立轨道模型，考虑轨道弯曲、坡度等因素。
（3）地基模型：分析车站建筑物所在的地质环境和地形，采用有限元分析软件建立地基模型。
（4）车站建筑物模型：采用BIM技术建立车站建筑物模型，并考虑建筑物所在地的风速、风向和震动加速度等因素。
2.分析不同条件下的振动响应特性
（1）列车不同速度下的振动响应特性：分析列车以不同速度过站时的振动响应特性。
（2）列车不同车重下的振动响应特性：分析列车以不同车重过站时的振动响应特性。
（3）列车不同风速下的振动响应特性：分析列车在不同风速下过站时的振动响应特性。
3.优化车站建筑物设计方案
（1）基于模拟结果，根据车站建筑物受到的最大振动响应，适当调整建筑物支撑和刚度设计方案，减小列车过站对建筑物的影响。
（2）基于调整后的建筑物设计方案，继续进行数值模拟，保证调整后的设计方案的可行性和有效性。
任务成果：
1.高速列车过站的数值模拟模型
2.高速列车过站的振动响应特性分析报告
3.车站建筑物设计方案优化报告
4.相关技术论文若干
任务周期：3个月
任务经费：30万元
参考文献：
[1]赵某等.基于COMSOL的高速列车与桥梁双向耦合振动分析.工程力学,2021,38(9):68-76.
[2]朱某等.基于ANSYS的车站建筑物响应分析与优化研究.结构工程师,2021,37(1):35-40.
[3]王某等.高速列车绕道曲线路段的振动特性分析.安徽建筑工业学院学报,2021,21(4):104-108.