铁道学报
鐵道學報
철도학보
2011年
4期
22-30
,共9页
高速列车%均匀风%大气底层边界速度型%数值模拟%气动特性
高速列車%均勻風%大氣底層邊界速度型%數值模擬%氣動特性
고속열차%균균풍%대기저층변계속도형%수치모의%기동특성
侧风风场特征,如均匀风和大气底层边界速度型对高速列车在侧风环境下运行的安全性评估有直接影响.为了准确地评估侧风对在平原上运行的高速列车的影响,基于三维定常可压缩流动的NS方程,采用SSTk-ω两方程湍流模型和有限体积法,对时速350 km的动车组在均匀风和大气底层边界速度型风场中的流场和气动力特性分别进行了数值模拟计算和分析.结果表明:对在平原上运行的高速列车而言,作用于列车的气动升力、侧向力及倾覆力矩均随侧风风向角的增大而迅速增大;当风场为大气底层边界速度型时,列车顶部与底部及两个侧面的压力差小于风场为均匀风时的压力差,侧向力及倾覆力矩均小于风场为均匀风时的力及力矩,升力则随侧风风向角的增加具有不确定性.采用均匀风场评估高速列车在平原侧风环境中运行的安全性,会高估侧风对列车运行安全影响的风险,使得过低地限制列车的安全行驶速度,从而影响列车的正常运行效率.建议采用大气底层边界速度型风场进行评估.
側風風場特徵,如均勻風和大氣底層邊界速度型對高速列車在側風環境下運行的安全性評估有直接影響.為瞭準確地評估側風對在平原上運行的高速列車的影響,基于三維定常可壓縮流動的NS方程,採用SSTk-ω兩方程湍流模型和有限體積法,對時速350 km的動車組在均勻風和大氣底層邊界速度型風場中的流場和氣動力特性分彆進行瞭數值模擬計算和分析.結果錶明:對在平原上運行的高速列車而言,作用于列車的氣動升力、側嚮力及傾覆力矩均隨側風風嚮角的增大而迅速增大;噹風場為大氣底層邊界速度型時,列車頂部與底部及兩箇側麵的壓力差小于風場為均勻風時的壓力差,側嚮力及傾覆力矩均小于風場為均勻風時的力及力矩,升力則隨側風風嚮角的增加具有不確定性.採用均勻風場評估高速列車在平原側風環境中運行的安全性,會高估側風對列車運行安全影響的風險,使得過低地限製列車的安全行駛速度,從而影響列車的正常運行效率.建議採用大氣底層邊界速度型風場進行評估.
측풍풍장특정,여균균풍화대기저층변계속도형대고속열차재측풍배경하운행적안전성평고유직접영향.위료준학지평고측풍대재평원상운행적고속열차적영향,기우삼유정상가압축류동적NS방정,채용SSTk-ω량방정단류모형화유한체적법,대시속350 km적동차조재균균풍화대기저층변계속도형풍장중적류장화기동력특성분별진행료수치모의계산화분석.결과표명:대재평원상운행적고속열차이언,작용우열차적기동승력、측향력급경복력구균수측풍풍향각적증대이신속증대;당풍장위대기저층변계속도형시,열차정부여저부급량개측면적압력차소우풍장위균균풍시적압력차,측향력급경복력구균소우풍장위균균풍시적력급력구,승력칙수측풍풍향각적증가구유불학정성.채용균균풍장평고고속열차재평원측풍배경중운행적안전성,회고고측풍대열차운행안전영향적풍험,사득과저지한제열차적안전행사속도,종이영향열차적정상운행효솔.건의채용대기저층변계속도형풍장진행평고.
