高速列車氣動(dòng)性能與外形設(shè)計(jì).pdf

1、高速列車氣動(dòng)性能與列車頭形有著密切的關(guān)系。列車外形的氣動(dòng)設(shè)計(jì)除考慮空氣阻力以外，還要考慮升力、橫向力和轉(zhuǎn)動(dòng)力矩對(duì)列車運(yùn)行平穩(wěn)性和穩(wěn)定性的影響。本文將CAD建模、計(jì)算流體力學(xué)與計(jì)算多體系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)相結(jié)合，實(shí)現(xiàn)列車外形--氣流--車輛動(dòng)力學(xué)的聯(lián)合仿真，分析高速列車空氣動(dòng)力學(xué)性能與外形設(shè)計(jì)之間的關(guān)系。
　　 利用計(jì)算流體力學(xué)軟件FLUENT和多體動(dòng)力學(xué)軟件SIMPACK，分別建立了列車的基本氣動(dòng)性能計(jì)算模型、強(qiáng)橫風(fēng)性能計(jì)算模型、會(huì)車性能

2、計(jì)算模型以及通過隧道性能計(jì)算模型，并通過建立的模型研究了流線型頭部長(zhǎng)度、頭尾車形狀、頭部控制線形狀、鼻尖高度對(duì)各種氣動(dòng)性能以及車輛動(dòng)力學(xué)性能的影響，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)：
　　 1.增加流線型頭部長(zhǎng)度，可以有效地改善列車的基本氣動(dòng)性能、強(qiáng)橫風(fēng)性能、會(huì)車性能以及通過隧道性能。
　　 2.頭部控制線中水平剖面線形狀對(duì)列車的基本氣動(dòng)性能影響較大，縱向剖面線形狀對(duì)列車的強(qiáng)橫風(fēng)性能及會(huì)車性能影響較大：列車頭形的截面積變化率為近似一次曲線時(shí)，

3、其基本氣動(dòng)性能最好。
　　 3.尾車采用雙拱造型和高鼻尖會(huì)顯著降低其升力，改善尾車的升力性能；增加鼻尖高度會(huì)較小地增加尾車阻力；增加鼻尖高度不能改善列車的會(huì)車性能，會(huì)車時(shí)的壓力波和氣動(dòng)荷載隨著鼻尖高度的增加而逐漸增加。
　　 4.列車通過隧道時(shí)，列車的隧道平均阻力比明線阻力增加12％左右，隧道最大阻力比明線阻力增加120％左右；氣動(dòng)荷載、列車表面壓力、隧道壁面壓力與隧道阻塞比成平方關(guān)系；隧道壁面壓力、側(cè)力峰峰值隨著流線型