تحلیل و مدل‌سازی موج فشاری ایجاد شده در ورود قطار تندرو به تونل

با ورود قطار تندرو به تونل، یک موج فشاری در جلوی قطار به‏وجود می‌آید. همین امر عامل ایجاد پدیده پیستونی در تونل است که تمام جریان هوای درون تونل را تحت تأثیر قرار می‌دهد. این پدیده در بلندمدت باعث مشکلاتی از جمله تخریب لایه‌های دیواره تونل، تهدید امنیت مسافران، تهویه ایستگاه‏های زیرزمینی و حتی در مواردی آسیب به قطار می‌شود. در این پژوهش، این پدیده برای ورود یک قطار از نوع ICE2 به تونل تک­خط مورد بررسی قرار گرفته است. شبیه‌سازی با استفاده از حل عددی در نرم‌افزار محاسبات سیالاتی انسیس فلوئنت، به روش اسلایدینگ مش، به‌صورت سه‌بعدی، تراکم­ناپذیر و مغشوش انجام شده است. برای اطمینان از روش عددی، سرعت جریان درون تونل با یک تست تجربی صحت­سنجی شده است. شبیه‌سازی‌ها برای قطار با سرعت‌های 60، 80 و 100 متر بر ثانیه انجام شده است. نتایج کلی نشان از آن دارد که هر چه سرعت قطار افزایش داده شود، در نتیجه آن، دامنه فشار و سرعت موج هوایی تولید شده افزایش می‌یابد. در نهایت، میزان استحکام شیشه روبروی قطار در مقابل حداکثر موج هوای ایجاد شده مورد مطالعه قرار گرفته و محدوده­ی مجاز سرعت قطار در ورود به تونل قابل برداشت است.