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Aerodynamic Interaction of High-Speed Trains with Infrastructure Components

Vorwagner, Alois und Lachinger, Stefan und Kühnelt, Helmut und Heine, Daniela und Saliger, Florian (2018) Aerodynamic Interaction of High-Speed Trains with Infrastructure Components. In: 40th IABSE Symposium Nantes: Tomorrow's Megastructures. 40th IABSE Symposium Nantes: Tomorrow's Megastructures, 2018-09-19 - 2018-09-21, Nantes, Frankreich.

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Offizielle URL: https://www.iabse.org/IABSE/events/Conferences_files/Nantes2018/Nantes2018.aspx?hkey=8427ffd0-01b6-49cd-a02b-678e73280a28

Kurzfassung

Recent projects of alp-crossing tunnels (Brenner Tunnel 57 km, Koralm 33 km, Semmering 27 km) lead to a special focus of investigations in aerodynamic interaction and design concepts for the tunnel equipment. Train passing of High- Speed Rails cause pressure or suction which lead to dynamic loading on sidelong infrastructure components. In tunnels the pressure loads are up to 10 times higher compared to loads on noise barrier walls situated along the open track. The waves are reflected at the tunnel portals and claim the fatigue strength of different tunnel installations. This paper presents exemplary the impact of dynamic interaction and influence on fatigue strength on internal tunnel installations for different tunnel configurations. The pressure loads were taken by using Computational Fluid Dynamics (CFD) analysis calibrated on experimental validations at the Tunnel Simulation Facility Göttingen (TSG) in model scale experiments (1:25). A generic model of the Austrian Railjet manufactured with 3D printing was run at speeds up to 230 km/h. The pressure predicted by CFD compare remarkably well with the measurements. Various configurations of the tunnel cross section and cavities of cross passing of a single track tunnel were tested. The pressure during and after train passage were evaluated, and used for the time-dependent numerical analysis to calculate strain and deformation by the transient loading on tunnel installations. For a typical configuration of installation the technical life span was evaluated and compared with the cumulative damage method after Palmgren- Miner. The Life Cycle Analysis LCA showed that the geometry of shallow cavities of the tunnel walls has only minor influence on the theoretical service life of structural components. However, the numerous wave reflections occurring at the door position after the train has passed has a substantial impact on the service life.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/119039/
Dokumentart:Konferenzbeitrag (Anderer)
Zusätzliche Informationen:Verkehr, bodengebundene Fahrzeuge, Teilgebiet 832
Titel:Aerodynamic Interaction of High-Speed Trains with Infrastructure Components
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Vorwagner, AloisAustrian Institute of Technology, Department Mobility, Giefinggasse 2, 1210 Vienna, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Lachinger, StefanAustrian Institute of Technology, Department Mobility, Giefinggasse 2, 1210 Vienna, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Kühnelt, HelmutAustrian Institute of Technology, Department Mobility, Giefinggasse 2, 1210 Vienna, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Heine, DanielaDaniela.Heine (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0001-7967-5542NICHT SPEZIFIZIERT
Saliger, FlorianÖBB-Infrastruktur AG, Praterstern 3, 1020 Vienna, AustriaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Datum:2018
Erschienen in:40th IABSE Symposium Nantes: Tomorrow's Megastructures
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Nein
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Nein
In ISI Web of Science:Nein
Status:veröffentlicht
Stichwörter:Hochgeschwindigkeitszug, Tunnelaerodynamik, Tunneleinbauten, CFD, Life Cycle Assessment
Veranstaltungstitel:40th IABSE Symposium Nantes: Tomorrow's Megastructures
Veranstaltungsort:Nantes, Frankreich
Veranstaltungsart:internationale Konferenz
Veranstaltungsbeginn:19 September 2018
Veranstaltungsende:21 September 2018
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Verkehr
HGF - Programmthema:Bodengebundener Verkehr (alt)
DLR - Schwerpunkt:Verkehr
DLR - Forschungsgebiet:V BF - Bodengebundene Fahrzeuge
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):V - Next Generation Train III (alt)
Standort: Göttingen
Institute & Einrichtungen:Institut für Aerodynamik und Strömungstechnik > Bodengebundene Fahrzeuge
Hinterlegt von: Heine, Daniela
Hinterlegt am:10 Jan 2019 07:11
Letzte Änderung:24 Apr 2024 20:23

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