高速列車橫風擋風裝置空氣動力學性能的數(shù)值分析.pdf

1、高速列車運行速度呈不斷增長的趨勢，隨著車速提高，側(cè)風對列車的氣動性能和運行穩(wěn)定性產(chǎn)生重大影響。在側(cè)風作用下，列車行車安全事故在世界范圍內(nèi)時有發(fā)生，造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟損失?？紤]到側(cè)風給鐵路運輸安全帶來的巨大隱患，高速列車在側(cè)風作用下的行車安全問題已經(jīng)引起廣泛關(guān)注。為保障高速列車在大風氣候條件下能正常安全運行，在高速列車沿線強風地段安裝擋風裝置是防止側(cè)風危害行之有效的工程措施。
　　本文以時速350公里運行在高路堤上的高速列車為

2、研究對象，基于三維、定常、不可壓N-S方程以及k-ε兩方程湍流模型，采用有限體積法，通過理論分析與數(shù)值模擬相結(jié)合的方法，對不同側(cè)風風速作用下高速列車空氣動力學性能進行了研究分析。結(jié)果表明，側(cè)風作用下列車受到很大的氣動力，且在列車周圍產(chǎn)生復(fù)雜流場。列車背風側(cè)存在數(shù)個漩渦，其位置隨側(cè)風風速的變化而發(fā)生改變。
　　為了改善列車的氣動環(huán)境，設(shè)計了四種混凝土結(jié)構(gòu)擋風裝置，對線路安裝擋風裝置后，高速列車氣動性能的變化趨勢進行了數(shù)值分析，比較了

3、不同類型擋風裝置的擋風效果。結(jié)果表明，安裝擋風裝置后列車的氣動環(huán)境得到很大的改善。其中，L型擋風裝置對改變列車氣動環(huán)境的效果最佳，但其本身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性最差;而三種透風式擋風裝置效果雖不如前者，但其本身的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性要優(yōu)于前者，且其在列車減阻方面貢獻更大。
　　針對鋼結(jié)構(gòu)擋風裝置研究和應(yīng)用較少的現(xiàn)狀，本文設(shè)計了單層和雙層鋼結(jié)構(gòu)多孔板式擋風裝置，對其結(jié)構(gòu)形式、受力性能和動力特性進行了探究，并進一步分析了孔徑大小對擋風裝置受力性能的影響。