◈ 用有限元分析隧道列车时采取什么网格划分办法？ |
关键词：有限元分析 网格划分 滑移网格技术 动网格技术
以Fluent为例，如果对高速列车进出隧道进行有限元分析，应该采取什么网格划分方法才能模拟出列车与隧道之间的相对运动呢？
当列车高速通过隧道，列车与隧道之间，列车与隧道口缓冲结构之间都会产生气动载荷作用，我们可以称之为车隧气动效应，列车从空旷空间进入有限空间时，空间体积产生突变，受挤压的空气会产生压缩波和膨胀波，在应力作用下，对隧道尤其是洞口缓冲结构段会产生不小的破坏作用，增加安全隐患。同时挤压后隧道内压力对列车尤其是列车车窗造成的影响也很大。
对这个问题的分析属于流固耦合分析中的气动耦合分析，划分网格时要考虑到列车高速通过隧道时，边界条件是不断变化的，而且列车车体区域和隧道进口、出口区域产生的空气压力非常不一样，在计算中应该区别对待。 鉴于计算条件和计算目标的不同，我们在划分网格时可以对不同区域采取不同的网格划分办法。以Fluent为例，比较合理的办法是采用滑移网格技术和动网格技术结合组建网格模型。滑移网格技术网格界面上的节点不需要对齐，相邻网格之间可以发生相对运动，不需要重新划分网格就能够模拟运动变化过程以及运动形成的重叠区域的变化过程，且计算速度相对较快，因此可以将隧道区域口空气变化较大较快区域用滑移网格方法进行划分；动网格技术方便模拟随时间发生变化的边界运动，根据前一步的计算结果的推进，重新进行网格的划分。动网格模涉及到的边界运动形式可以是预先定义的运动也可以是没有预先定义的运动，因此可以将中间列车车身区域用动网格划分方法进行划分。
隧道缓冲结构网格图
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