Simulation numérique de l'entrée en tunnel d'un train à grande vitesse

par David Uystepruyst

Thèse de doctorat en Énergétique et mécanique des fluides

Sous la direction de Mame William-Louis.

Soutenue en 2010

à Valenciennes .


  • Résumé

    Ce travail porte sur le développement d'un code numérique tridimensionnel pour la simulation d'entrées en tunnels de trains à grande vitesse en vue de proposer des solutions afin de réduire les nuisances occasionnées. L'écoulement de l'air est modélisé par les équations d'Euler instationnaires. Ces équations sont discrétisées à l'aide d'une formulation en volumes finis et résolues grâce à un schéma solveur de Riemann approché, d'ordre supérieur, particulièrement adapté à la propagation d'ondes. Pour gérer le mouvement relatif du train par rapport au tunnel, une méthode de maillage glissant est utilisée avec un traitement conservatif des faces aux niveaux des jonctions de maillages. Le domaine est ainsi décomposé en plusieurs sous-domaines, maillés indépendamment avec un mailleur cartésien automatique basé sur un maillage surfacique triangulaire. Pour réduire le domaine, et donc le temps de calcul, et accélérer la stabilisation de l'écoulement avant l'entrée du train, des conditions aux limites non réflectives sont implémentées. La méthodologie est validée sur plusieurs cas tests. Une étude paramétrique de l'influence d'un auvent à l'entrée du tunnel sur le gradient de l'onde de compression pression initiale est effectuée. Les paramètres de cette étude sont la forme, la longueur et la section de l'auvent. Enfin, l'effet d'ouvertures dans l'auvent est simulé.

  • Titre traduit

    Numerical simulation of a high-speed train entering into a tunnel


  • Résumé

    This work aims at the development of a three-dimensional numerical code for the simulation of high-speed trains entering tunnels in order to propose solutions to reduce nuisances caused. The airflow is modeled by the unsteady Euler equations. These equations are discretized using a finite volume formulation and solved with a higher order approximate Riemann solver scheme, particularly suitable for waves propagations. In order to manage the relative motion of the train from the tunnel, a sliding grid method is used with a conservative treatment of the faces located at domains junctions. The overall domain is thus decomposed into several sub-domains, meshed independently with an automatic Cartesian grid generator based on a triangular surfacic mesh. In order to reduce the calculation domain and to accelerate the flow stabilization around the train, a non-reflecting boundary condition is implemented. The methodology is validated on several test cases. A parametric study of a hood effect on the initial compression wave gradient is done. Pararneters of this study are the section, the length, and the hood shape. Then, opened hood effect was simulated.

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Informations

  • Détails : 1 vol. (173 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 167-173

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  • Bibliothèque : Université de Valenciennes et du Hainaut-Cambrésis. Service commun de la documentation. Site du Mont Houy.
  • Disponible pour le PEB
  • Cote : 900709 TH
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