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移動ポーラスモデルを使ったトンネル突入時の圧力波解析#

管路系流体解析ソフトウェア Advance/FrontNet 事例

解析モデルと条件#

図1に示すように4kmのトンネルがあり、その両端に緩衝工のある流路を計算対象とします。 西側から図1に示した形状分布の列車が500km/hでトンネルに突入し、減速しながら東側から退出します。Advance/FrontNet/Γのポーラスモデルでは、物体の移動が扱えるようにしています。そこでポーラスモデルを使って列車の突入退出時の圧力波の計算を行いました。計算条件の不明なところは推定して計算を実施しました。

図1 解析モデルと解析条件

図1 解析モデルと解析条件

解析結果#

解析結果を図2に示します。縦軸は圧力を大気圧P0で割った値を示しています。 測定値は文献1のデータを目視で読み取ったものです。点AとEの位置の圧力値は、測定値と計算値では傾向がよく一致していることが分かります。

A点の圧力 E点の圧力

図2 計算結果(圧力の時系列変化)

図3 計算結果(突入時の圧力分布の動画18秒)

参考#

文献1:山崎ら「超高速鉄道トンネル内に生じる圧力変動評価」、土木学会論文集 No. 788/i-64、171-189、2003.7
文献2:斎藤実俊「高速鉄道におけるトンネル内圧力変動と微気圧波に関する研究」、 大阪大学大学院 博士論文 2015

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