3.2.3.1 数值计算参数
1.车站隧道断面参数
数值计算中，区间隧道轨面以上有效净空面积AT=92.0 m2，隧道内轮廓形式如图 3.2-15所示。
2.车站断面参数
施工图设计方案车站断面如图 3.2-16 所示，变更设计方案车站断面如图3.2-17所示。
3.机车参数
机车采用“CRH1”，机车面积为13.44 m2。计算中列车长度取为200 m。
4.数值计算参数
在数值计算中，以黏性、可压缩理想气体计算，紊流方程采用k-ε模型。主要参数如表3.2-4所示。
图3.2-15 隧道内轮廓（轨道以上净空面积AT=92.0 m2）（单位：cm）
图3.2-16 施工图设计车站断面图
图3.2-17 变更设计车站横剖面图
表3.2-4 无屏蔽门、减压井、缓冲设施数值计算参数
3.2.3.2 数值计算工况
施工图设计线路方案（隧道全长 3 700 m），计算工况共 12 组；变更设计线路方案（隧道全长 4 600 m），在隧道无屏蔽门、减压井、缓冲结构的情况下，具体计算工况见表3.2-5。
表3.2-5 无屏蔽门、减压井、缓冲设施工况
施工图设计方案，站内测点设于车站中间截面上，距离车站中心线6.58m处，隧道内测点设于隧道壁上，如图3.2-18所示。变更设计方案，站内测点设于车站中间截面上，距离车站中心线5.5m处，隧道内测点设于隧道壁上，如图3.2-19所示。
图3.2-18 施工图设计方案站内测点布置（单位：m）
图3.2-19 变更设计方案站内测点布置（单位：m）
3.2.3.3 计算结果分析
针对隧道在无屏蔽门、减压井和缓冲设施情况下，对施工图设计方案（车站隧道全长为3 700 m）列车以不同车速（160 km/h、200 km/h、250 km/h）、变更设计方案（车站隧道全长为 4 600 m）列车以车速 250 km/h，不同工况下通过地下车站时，进行了详细的数值模拟，车站隧道气动效应规律如下：
1.施工图设计方案
（1）数值计算得到的压力曲线表明：
① 高速列车通过车站隧道与列车通过普通隧道引起的压力波动基本规律一致，均为列车突入隧道引起的压缩波及膨胀波在隧道内以近似声速传播，并且相互叠加。
② 在无会车的情况下，压力峰值的最大值一般出现在距隧道入口700 m和1 570 m 两个测点处；如果两列车在地下车站会车，由于两个压缩波以声速向前传播，并在车站内叠加，则压力峰值的最大值可能会出现地下车站内。
③ 因地下车站较隧道段空间增大，压力波传播到地下车站后，与隧道段测点处压力曲线相比，压力曲线变缓，压力梯度降低。
④ 由图 3.2-20 可以看出，因隧道段与车站段连接处采用喇叭口过渡段，因此列车从隧道进入车站以及从车站进入隧道过程中，并未产生新的压缩波和膨胀波。隧道各测点处会出现多个波峰、波谷，隧道段的波峰、波谷区分明显，压力波动较大。而地下车站中出现的波峰波谷较少，峰值较低，说明在地下车站中空气波动减小。
图3.2-20 单车通过时站内及隧道中压力波动曲线（v=250 km/h）
⑤ 车站隧道内压力峰值与列车运行速度成幂指数关系。
在普通隧道中，隧道内距隧道入口不同距离测点的压力传播曲线形状基本一致，而在存在地下车站的隧道中，压力传播曲线波形差异较大，如图3.2-21所示。
图3.2-21 遂渝线无缓冲设施不同测点瞬变压力时程曲线（AT=48.6 m2，“中华之星”，LT=540 m）
（2）在各计算工况中，双车会车所引起的车站内压力峰值明显高于其他工况，为这4种计算工况中的控制工况，在相同车速下，所得到的站内压力峰值和瞬变压力都是最大的，如图3.2-22、图3.2-23、表3.2-6、表3.2-7所示。
图3.2-22 各种工况下站台中部测点压力峰值曲线
图3.2-23 各种工况下站台中部测点瞬变压力最大值曲线(www.xing528.com)
表3.2-6 各种工况下站台中部测点压力峰值对比
注：上述压力峰值测点位于站台中部，且距车站中心线6.58 m。
表3.2-7 各种工况下车站瞬变压力对比
（3）在无会车情况下，当车速相同时，三种工况在车站内引起的压力波动差异不大，如表3.2-8所示。
表3.2-8 各种工况不同目标速度下正线压力峰值对比表
注：上述压力峰值测点位于站台中部，且距车站中心线6.58 m。
（4）在车站和隧道出口未出现明显的微压波释放，不会对环境产生影响。
微压波的出现需要有突变的压力释放空间，其强度与压缩波的压力梯度成正比，与距监测点的距离成反比。在本车站设计方案中，由于在车站内具有渐变的过渡段，并未出现突变的压力释放空间，同时过渡段也降低了压缩波的压力梯度，因此未出现微压波。
（5）单列车通过隧道在车站隧道所产生的压缩波峰值与列车车速平方成正比（图3.2-24），到发线的压力与正线相比有所降低，压力差值在10%～20%（表3.2-9）。
图3.2-24 压缩波峰值与列车速度关系曲线
表3.2-9 各种速度下压力峰值数值对比
注：正线压力峰值测点，距车站中心线6.58 m；到发线压力峰值测点，距车站中心线17.58 m。
（6）在有会车（双车对开）情况下，各种车速的压力峰值如表3.2-10所示。
表3.2-10 会车工况不同目标速度下压力峰值
（7）在无会车、车速为 160～250 km/h 的计算工况下，列车经过车站的预设置屏蔽门位置最大风速在 5 m/s 以内；双车对开在车站会车、车速为160～250 km/h的计算工况下，列车经过车站时，最大风速达到6～12 m/s，如表3.2-11所示。
表3.2-11 各种工况不同目标速度下风速
注：上述风速测点为车站中心点正线位置，距车站中心线6.58 m。
2.变更设计方案
（1）在各计算工况中，双车会车所引起的车站内压力峰值明显高于其他工况，为这 4 种计算工况中的控制工况。在相同车速下，所得到的站内压力峰值和瞬变压力都是最大的，如表3.2-12、表3.2-13所示。
表3.2-12 各种工况下车站正线压力峰值对比
表3.2-13 各种工况下车站瞬变压力对比
注：上述变更设计方案中瞬变压力测点为车站中心点正线位置，距车站中心线5.5 m。
（2）在无会车情况下，当车速相同时，三种工况在车站内引起的压力波动差异不大，如表3.2-14所示。
表3.2-14 各种工况不同目标速度下正线压力峰值对比
注：上述变更设计方案中风速测点为车站中心点正线位置，距车站中心线5.5 m。
（3）在车站和隧道出口未出现微压波。
微压波的出现需要有突变的压力释放空间，其强度与压缩波的梯度成正比，与距监测点的距离成反比。在本车站设计方案中，由于在车站内具有渐变的过渡段，并未出现突变的压力释放空间，同时过渡段也降低了压缩波的压力梯度，因此未出现微压波。
（4）到发线的压力与正线相比有所降低，但相差不大，主要由于正线和到发线的空间基本上是连通的，压力可以自由传播。压力峰值如表3.2-15所示。
表3.2-15 车站内部正线与到发线压力峰值数值对比
注：变更设计方案中正线压力峰值测点，距车站中心线5.5 m；到发线压力峰值测点，距车站中心线15.9 m。
（5）在无会车、车速为 250 km/h 的计算工况下，列车经过车站的预设置屏蔽门位置最大风速在 5 m/s 以内；双车对开在车站会车、车速为 250 km/h的计算工况下，列车经过车站时，最大风速达到15 m/s。如表3.2-16所示。
表3.2-16 各种工况不同目标速度下风速
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