随着地铁运营速度的不断提高,列车高速通过隧道引起的空气动力学问题不容忽视。为了研究高速地铁列车通过区间隧道时的气动规律并提出相应的控制措施,本文以地铁列车、区间隧道和车站两端通风竖井为研究对象,采用文献调研、理论分析、模型试验和数值计算相结合的方法,对高速地铁列车通过隧道时的气动效应展开研究。基于Fluent计算软件,采用三维粘性、可压缩、不等熵、非定常流的控制方程和标准k-ε两方程湍流模型,并利用滑移网格技术,对不同影响因素下高速地铁隧道内的气动规律进行了分析和总结。此外,本文针对不同速度等级下隧道合理净空面积进行了模拟计算,研究了车站两端通风竖井和车站屏蔽门对气动效应的影响规律,得出了合理竖井面积与高度。主要研究内容及结论有:(1)建立了高速地铁列车过隧道的数值计算模型并进行动模型试验验证,得到的测点压力变化规律和压缩波峰值与数值计算结果相同,说明了数值模型和计算方法的正确性。(2)针对不同车速、隧道长度和阻塞比对隧道内气动压力的影响规律进行了研究。计算表明高速地铁隧道内气压最大值与列车速度的平方近似成正比,与阻塞比成幂指数关系,且幂指数在N=1.3±0.25范围内,与国内外研究人员在高速铁路隧道领域的结论具有一致性。(3)研究了不同车速及阻塞比情况下列车车内外压力变化规律。研究表明车体表面压力峰值与车速和阻塞比满足幂指数关系,随着列车速度的提高和阻塞比的增加而变大;结合现有规范及相关文献,给出了高速地铁隧道不同舒适性标准下列车密封指数与阻塞比对应关系表。(4)研究了车站两端竖井和屏蔽门对气动效应的影响规律。结果表明车站两端竖井同时开启降压效果最好,竖井合理截面积应为隧道截面积的32%左右,高度应该控制在20m左右。