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    对于密闭火车加速时有风的探索
    苦难成人 2019-2-11物理, 科创茶话

          近期，我在坐火车时有一个发现。我坐在火车中间地带，每次加速时，面朝火车方向有风吹来。以下为理解。

         *以下火车指的是高铁，高铁是密封的，可以想成一个装满空气的密闭长方体。

    4BAAFD16-DE19-43D3-BA2B-61BCDBA6F415.jpeg

        假定火车有一个向左的加速度，因为空气是有压缩性的流体，在整体受加速度影响是，压力会不平衡，空气分子会运动。如图，火车刚开始加速时，空气1的密度小于空气2的密度，空气分子整体向右运动。所以列车中间有加速度相反方向的风。（火车与地铁不同，是密封的）

       把这个火车模型推广一下，用弹簧解释火车中的空气运动情况。

    E82603C1-FE6F-474E-ACD5-CA409DD3ADF9.jpeg

     一个两端固定的弹簧，受到向左的加速度。（考虑弹簧惯性）（加速度保持一段时间）

    运动初期左边疏，右边密。

    第二阶段左边疏，右边密。但程度没有第一阶段大。

    第三阶段加速度消失，弹簧做振动，趋于平衡。


    ——————————————————————————————————————————————————如有问题，望指正。

    欢迎各位讨论。 


    来自 物理, 科创茶话
    1

    文 号

    854443

    11 回复 / 1129 浏览

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    2019-2-11 12:48:51
    量子隧道
    1楼

    可以做一些实验来旁证。比如选两个人，手执灵敏的气压计，分别坐在车的头尾，然后对火车运行时的气压进行记录。最后将数据导出，做出曲线，观察气压随火车加减速的变化趋势。

    更进一步的，可以把车中央风速曲线和车两端气压曲线做数学运算，相互对照，看是否符合（比如看风速对时间的积分，计算气体移动量，看是否与气压变化相符）。

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    1

    文 号

    854447

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    苦难成人（作者）
    2楼
    引用：量子隧道 发表于1 楼的内容：
    可以做一些实验来旁证。比如选两个人，手执灵敏的气压计，分别坐在车的头尾，然后对火车运行时的气压进行记.....

    是的，正打算验证。

    但有其他因素的干扰，比如，空调，车厢间的不规则性。

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    1

    文 号

    854448

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    drzzm32
    3楼

    需要确认是否为空调系统影响

    高速列车加速度还不至于达到产生人可以感受到的气流

    如果是地铁，地铁隧道为封闭空间，运行中的列车会压缩前方的空气，而车厢内部为低压。地铁列车换气就是利用了这个

    但是此现象在匀速运行的情况下会发生，地铁列车车厢并非密闭

    高速列车视型号会配备车厢正压系统，以减轻进出隧道时的耳鸣

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    1

    文 号

    854450

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    20！Dopaminor
    4楼

    ANSYS CFX了解一下

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    文 号

    854454

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    苦难成人（作者）
    5楼
    引用：20！Dopaminor 发表于4 楼的内容：
    ANSYS CFX了解一下

    多物理场仿真是不错，但资金短缺。


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    文 号

    854455

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    苦难成人（作者）
    6楼

    ＣＯＭＳＯＬ的应用好像更多。


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    文 号

    854457

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    radio
    7楼

    估算了下，按照百度找到的数据，一般来说，8节车厢的高铁列车总长约200米多，起步的加速度在0.1m/s^2的量级，大概能在车头和车尾产生50pa的压强差，假如车厢完全密封的话，似乎在列车中部能引起的气体位移（假设匀加速且完全平衡后）只有不足1m的级别。。

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    1

    文 号

    854462

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    2019-02-12 03:53:44
    170050051624
    8楼

    我发现似乎在过隧道时现象会更明显

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    文 号

    854473

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    苦难成人（作者）
    9楼
    引用：170050051624 发表于8 楼的内容：
    我发现似乎在过隧道时现象会更明显

    过隧道的增压是不同的。


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    文 号

    854476

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    2019-05-08 07:53:32
    2019-5-8 07:53:32
    爱电路
    10楼

    自行百度气体分子的玻尔兹曼分布律即可，应该是统计力学里的。

    水平没有加速度时气体分子均匀分布，有加速度后，在车这个参考系中出现了惯性力，按照惯性力场势能，气体会重新分布，重新分布的过程中会产生“风”。

    当然要是空调之类的原因不在讨论范围了

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    文 号

    858540

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    2019-05-09 19:27:25
    2019-5-9 19:27:25
    刘建业
    11楼

    机车行进中.即使能够做到绝对密封,但是车身,人员,等受到重力而产生的形变和人位移一样也会产生空气流动.所以我想你感受到的风应该是来自这些.当然密封也不可能绝对不透气,也会产生气流.

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    1

    文 号

    858595

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