Page 155 - 《振动工程学报》2026年第5期

第 5 期 王凯文，等：时速 600 公里磁浮列车穿隧运行时洞口微气压波抑控研究 1359

测试段 加速段

排气装置 33 m
54 m
驱动车
高压
气罐
试验列车 24 m 57 m
驱动车制动段 试验列车制动段

列车 隧道 试验线
(a) 动模型试验装置示意图
(a) Schematic diagram of the moving-model test device
试验数据 仿真数据
0
400 4 2 −2
微气压波 / Pa 200 隧道壁面压力 / kPa −2 0 列车表面压力 / kPa −4
300

100
−6
0 −4 −6
−8
0 0.02 0.04 0.06 0.08 0 0.04 0.08 0.12 0 0.04 0.08 0.12
时间 / s 时间 / s 时间 / s
(b) 微气压波 (c) 隧道壁面压力 (d) 列车表面压力
(b) Micro-pressure wave (c) Tunnel wall pressure (d) Train surface pressure

图 5 动模型试验验证
Fig. 5 Verification of the moving-model test

压力。此外，式（1）采用的多孔介质数值模型在已有 案的初始压缩波梯度幅值降低了 55.6%，证明多孔介
研究中得到了充分验证，可参考文献 [20-21]。因此，本 质缓冲结构可有效降低初始压缩波的梯度幅值。
文采用的数值仿真方法具有良好的预测精度和可靠性。 为深入揭示多孔介质缓冲结构对初始压缩波形

成的调控机理，图 7 基于 t=0.035 s 时刻的流场特征，
3 结 果 与 讨 论 对比分析了 z=0.25H 平面的瞬时压力场分布和流场

运动趋势演化规律。多孔介质材料的透气性使列车

3.1 压缩波传播特性 驶入缓冲结构时产生的初始压缩波能够在多孔区域
内实现压力耗散。当列车流线型头部驶入密封结构
图 6 展示了抑控方案对初始压缩波传播特性的
时，列车流线型区域附近的气流呈现明显的分流特
影响规律。如初始压缩波和初始压缩波梯度时程曲
征：部分气流沿列车前进方向运动，而另一部分则通
线所示，多孔介质缓冲结构延迟了压缩波上升时间，
过缓冲结构入口端向外扩散。在多孔结构区域，前
由密封结构的 0.014 s 延长至 0.023 s。此外，多孔介
质缓冲结构重塑了压缩波梯度的轮廓，实现了初始 向流动与径向流动的耦合作用使得气流穿越多孔结

压缩波梯度轮廓的多峰平衡，形成了具有平坦峰面 压力 / kPa −3 1 5
形状的压缩波轮廓。与密封结构工况相比，抑控方
1000

6 密封结构 密封
抑控方案 800 结构
压力 / kPa 4 600 压力梯度 / (kPa·s −1 )

400
2
200 抑控
方案
0 0
0.03 0.04 0.05 0.06
时间 / s

图 6 抑控方案对初始压缩波的影响
Fig. 6 Influence of suppression and control measures on the 图 7 列车驶入缓冲结构时流场分布
initial compression wave Fig. 7 Flow field distribution when the train enters the hood