中新網(wǎng)長(zhǎng)沙8月1日電 (付敬懿)中南大學(xué)7月31日透露，該校高速列車研究中心揭示了時(shí)速600公里磁浮列車駛過隧道時(shí)產(chǎn)生音爆的原理，還給它裝上“靜音閥”，將隧道口音爆強(qiáng)度降低95.7%，為高速磁浮列車穿越隧道的氣動(dòng)安全和舒適環(huán)保提供理論支撐，目前四篇系列成果均發(fā)表于《Physics of Fluids》。

　　當(dāng)一列高速列車“貼地飛行”般鉆進(jìn)隧道，若沒有技術(shù)護(hù)航，隧道洞口可能會(huì)傳來堪比小型爆炸的巨響。這是因高速列車進(jìn)入隧道時(shí)導(dǎo)致空氣壓縮，形成的壓力波動(dòng)在隧道出口釋放而產(chǎn)生低頻聲波的“微氣壓波”物理現(xiàn)象，成為高速鐵路運(yùn)營(yíng)安全的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。

　　2021年7月，中國(guó)時(shí)速600公里高速磁浮試驗(yàn)樣車在青島下線。隨著高速輪軌列車、磁浮列車相關(guān)技術(shù)快速發(fā)展，中南大學(xué)高速列車研究中心將研究目標(biāo)速度鎖定時(shí)速600公里。其研究揭示了高速磁浮隧道內(nèi)弱激波的形成機(jī)理與物理特性，并通過設(shè)計(jì)隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)和隧道內(nèi)構(gòu)，有效緩解音爆的強(qiáng)度。

　　結(jié)果顯示，對(duì)于時(shí)速600公里磁浮系統(tǒng)，音爆臨界長(zhǎng)度驟降至2公里附近。也就是說，時(shí)速600公里的磁浮列車，在經(jīng)過2公里及以上長(zhǎng)度的隧道時(shí)會(huì)產(chǎn)生音爆。時(shí)速350公里的高速輪軌列車則在經(jīng)過6公里至10公里的隧道時(shí)可能產(chǎn)生音爆。

　　受啟發(fā)于洞口開孔緩沖結(jié)構(gòu)及道砟的吸能原理，團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新性地將多孔材料引入隧道氣動(dòng)領(lǐng)域，提出“洞口多孔緩沖結(jié)構(gòu)+洞身多孔涂層”協(xié)同抑控新策略，系統(tǒng)揭示了多孔緩沖結(jié)構(gòu)如何有效削減初始?jí)嚎s波的梯度幅值，闡明了洞身敷設(shè)多孔涂層對(duì)壓縮波傳播的關(guān)鍵作用。

　　面向時(shí)速600公里磁浮工程應(yīng)用，團(tuán)隊(duì)提出多孔材料微氣壓波抑控方案，即在隧道兩端設(shè)置100米長(zhǎng)的多孔材料緩沖結(jié)構(gòu)，并在洞身全線敷設(shè)1000米長(zhǎng)的多孔涂層。研究核算表明，該方案能將微氣壓波幅值驟降95.7%，其效果遠(yuǎn)超傳統(tǒng)方法約60%的緩解率。(完)