高速列車橫風(fēng)擋風(fēng)裝置空氣動(dòng)力學(xué)性能的數(shù)值分析.pdf

1、高速列車運(yùn)行速度呈不斷增長的趨勢，隨著車速提高，側(cè)風(fēng)對列車的氣動(dòng)性能和運(yùn)行穩(wěn)定性產(chǎn)生重大影響。在側(cè)風(fēng)作用下，列車行車安全事故在世界范圍內(nèi)時(shí)有發(fā)生，造成巨大的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失?？紤]到側(cè)風(fēng)給鐵路運(yùn)輸安全帶來的巨大隱患，高速列車在側(cè)風(fēng)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(fēng)氣候條件下能正常安全運(yùn)行，在高速列車沿線強(qiáng)風(fēng)地段安裝擋風(fēng)裝置是防止側(cè)風(fēng)危害行之有效的工程措施。
　　本文以時(shí)速350公里運(yùn)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(fēng)風(fēng)速作用下高速列車空氣動(dòng)力學(xué)性能進(jìn)行了研究分析。結(jié)果表明，側(cè)風(fēng)作用下列車受到很大的氣動(dòng)力，且在列車周圍產(chǎn)生復(fù)雜流場。列車背風(fēng)側(cè)存在數(shù)個(gè)漩渦，其位置隨側(cè)風(fēng)風(fēng)速的變化而發(fā)生改變。
　　為了改善列車的氣動(dòng)環(huán)境，設(shè)計(jì)了四種混凝土結(jié)構(gòu)擋風(fēng)裝置，對線路安裝擋風(fēng)裝置后，高速列車氣動(dòng)性能的變化趨勢進(jìn)行了數(shù)值分析，比較了

3、不同類型擋風(fēng)裝置的擋風(fēng)效果。結(jié)果表明，安裝擋風(fēng)裝置后列車的氣動(dòng)環(huán)境得到很大的改善。其中，L型擋風(fēng)裝置對改變列車氣動(dòng)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(fēng)式擋風(fēng)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(xiàn)更大。
　　針對鋼結(jié)構(gòu)擋風(fēng)裝置研究和應(yīng)用較少的現(xiàn)狀，本文設(shè)計(jì)了單層和雙層鋼結(jié)構(gòu)多孔板式擋風(fēng)裝置，對其結(jié)構(gòu)形式、受力性能和動(dòng)力特性進(jìn)行了探究，并進(jìn)一步分析了孔徑大小對擋風(fēng)裝置受力性能的影響。