トンネル内変動空気力のモデル化と列車としての乗り心地解析

摘要

近年，新幹線のスピードアップに伴い，トンネル区 間における車体振動の増加が注目されている．トン ネル区間では，車両まわりに変動する空気力が発生し， 明り区間よりも大きな左右，ヨーイング振動が生じ る．この変動空気力は，列車床下で発生する渦がトン ネル壁と干渉し発生するものと考えられている．発 生した空気の渦は，一定の圧力変動パターンを保ちな がら，編成位置に応じて大きさが変化する．代表的な 新幹線列車（16両編成）では，先頭から6～8両め程度 まで徐々に大きくなる“増加領域”，その後，後尾車両 までほぼ一定のまま推移する“一定領域”，最後尾部 で急激に大きくなる“はく離領域”がある．%In this paper, it is aimed to model aerodynamic force that acts on the train running at high speed in tunnel sections. An analytical model of the aerodynamic force is developed from the pressure data measured on car-body sides of a test train running at the maximum operation speed. The running simulation of 8-car train subjected to the modelled aerodynamic force shows following results. The simulated car-body vibration corresponds to the practical ones in quality and also in quantity, for the cars connected in the rear of a train. The separation of airflow at the back end of train increases the yawing vibration of the tail car while it gives little effect on the car-body vibration of adjoining car. And, the effect of moving speed of aerodynamic force on the car-body vibration is made clear, that is the simulation with the assumption that the aerodynamic force does not move can enlarge the car-body vibration most remarkably.