高速鉄道トンネルにおける圧力波の形成・伝播・放射等に関する共同研究企画調査

• 研究課題/領域番号: 09895006
• 研究種目: 基盤研究(C)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 企画調査
• 研究分野: 流体工学
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 松尾 一泰 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 教授 (30037759)
• 研究分担者: 瀬戸口 俊明 佐賀大学, 理工学部, 教授 (90145186) ; 杉山 弘 室蘭工業大学, 工学部, 教授 (70002938) ; 高山 和喜 東北大学, 流体科学研究所, 教授 (40006193) ; 小澤 智 東京工科大学, 自然基礎学系, 教授 (90247297) ; 青木 俊之 九州大学, 大学院・総合理工学研究科, 助教授 (20150922)
• 研究期間 (年度): 1997
• 研究課題ステータス: 完了 (1997年度)
• 配分額: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円); 1997年度: 3,000千円 (直接経費: 3,000千円)
• キーワード: 高速鉄道 / トンネル / 圧力波 / 波の伝播 / 波の放射

研究概要

本企画調査組織は研究代表者を含め17名で構成されており、高速鉄道トンネルにおける圧力波に関連する諸問題を9テーマに分類し、それぞれのテーマに関して従来の研究結果や今後の研究動向、及び共同研究の可能性について分担して調査した。そして本年度2回にわたり、それぞれの調査結果をもちより、会議を開催して協同研究体制の組織化について検討した。その結果を要約すると以下のとおりである。
1.列車の突入よりトンネル入口に形成される圧縮波については、現在時速350kmまで予測可能であるが、山梨実験線で行われている浮上式鉄道のように更に高速の領域に対しては山梨実験線の実験結果や模型実験、数値解析等による研究結果の蓄積が必要である。
2.トンネル内を伝播する圧力波の減衰とその波形の変形はトンネル内の軌道がスラブ軌道であるかバラスト軌道であるかによって全く異なる。このようなスラブ及びバラスト軌道の空気力学的特性についてはこれまで新幹線トンネルにおける実測がなされてきたが、その解析や理論的検討があまりなされていない。
3.トンネル出口における圧力波の反射とトンネル微気圧波の形成機構について、これまで音響学的研究がなされてきたが、列車の高速化に伴いトンネル内圧力波の強さが増加するにつれて、圧縮波をこれまでのように微小振幅波としてではなく、有限振幅波として取り扱う必要性が高くなってきている。
4.トンネル微気圧波の低減法としての緩衝工は時速300km程度までは極めて有効であるが、それより高速の列車に対しては新たな低減対策法を研究開発する必要がある。
5.列車の高速化に伴い、トンネル内における列車の空気抵抗や列車すれ違い時に列車が受ける圧力変動は急激に増加している。列車の高速化は今後も国内外において積極的に進められると予測され、この問題に関するより良い協同研究体制を企画するには引き続き調査することが必要である。