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随着轨道交通技术的飞速发展,磁悬浮技术的研发和生产被不断地推进,尤其是高温超导型磁悬浮这种新型的磁悬浮技术已经成为世界各个国家聚焦的热点。磁悬浮技术被广泛应用的同时,也引起了公众对列车电磁环境安全方面的关注。磁悬浮列车在工程应用上有长足的进步和积累,但磁悬浮列车电磁环境对人体影响的相关研究相对较少。本文通过运用COMSOL Multiphysics有限元仿真平台,参考巴西里约热内卢联邦大学的高温超导磁悬浮列车,以车辆下方的永磁轨道为电磁暴露源,分别以列车静止和运动两种状态为条件,对车内暴露在永磁导轨磁场中的乘客身体和头部内的磁通密度和感应电场强度进行了分析。将仿真后所得到的结果,与国际非电离辐射防护委员会(International Commission on Non-Ionizing Radiation Protection,ICNIRP)推荐的公众电磁暴露限值做了比对,分析了永磁导轨对车内乘客的电磁暴露水平。研究主要包括:(1)介绍了国内外超导磁悬浮列车的发展历程与现状,以及国内外磁悬浮列车电磁环境的研究现状;阐述了国内外关于电磁暴露的相关标准;对仿真中使用到的软件模块进行了案例的复现,验证了其可靠性,为高温超导型磁悬浮列车的仿真分析提前做好了准备。(2)简述了高温超导型磁悬浮列车的工作原理,以及车体、轨道等结构;使用有限元仿真软件,参考巴西里约热内卢联邦大学的超导磁悬浮列车和永磁导轨进行了建模;根据四阶Cole-Cole模型,计算了人体不同组织的电参数,并根据中国成年人人体标准建立了成年人体模型,其中头部采用三层球模型。静态模型中放置了三位不同乘坐姿势的成年乘客,对于列车运动状态,建立了三个动态模型分别对三位乘客进行了研究。(3)在磁悬浮列车相对永磁轨道静止状态下,按照列车正常运行条件,即悬浮高度为5mm,仿真计算了车内不同位置处乘客体内的电磁暴露情况,并对乘客头部模型进行切片处理,分析人头模型内部区域(脑组织)中磁通密度的分布情况。仿真分析了当车体外壳为不同材料时,对车内乘客躯干的磁通密度数值的影响。在磁悬浮相对永磁轨道运动状态下,仿真计算了悬浮高度为5mm时,列车以812r/min的转速在环形永磁轨道上旋转运行时,车内乘客的电磁暴露情况,分析了乘客躯干和头部组织的磁通密度值(B)、感应电场强度(E)。最后将仿真结果与国际非电离辐射防护委员会(ICNIRP)制定的电磁暴露限值作对比,对高温超导型磁悬浮列车轨道磁体对乘客的电磁暴露情况做出评估。结论表明:列车静止时,轨道正上方坐姿乘客体内磁通密度最大,过道侧坐姿乘客和过道中站姿乘客体内磁通密度最大值仅占过道正上方坐姿乘客的45.9%和14.5%。随着乘客的位置与永磁轨道的距离越来越大,体内的磁通密度最大值越小。当磁悬浮列车运动时,轨道正上方坐姿乘客体内磁通密度数值和体内感应电场强度在三位乘客中是最大的;过道中站姿乘客体内最大磁通密度值和感应电场强度为三位乘客中最小。经过对比分析,超导磁悬浮列车内乘客受到的电磁暴露值均低于国际非电离辐射防护委员会推荐的暴露限值。