基于TSI標準的高速列車空氣動力學響應研究.pdf

1、世界上英、法、德、日等高速鐵路比較發(fā)達的國家早已開展了列車空氣動力學方面的研究；目前這些國家的研究重心由最初的空氣阻力等穩(wěn)態(tài)效應問題已經轉向了橫風影響、列車交會壓力波、列車通過站臺隧道等非穩(wěn)態(tài)效應問題。我國列車空氣動力學方面研究起步較晚，但隨著我國鐵路高速化格局的出現，高速列車速度在不斷提高，列車空氣動力學特性越來越受到人們的關注。高速列車是在地面高速運行的長徑比很大的細長物體，形狀比較復雜，繞列車的空氣流動是完全三維的流動，在列車各部

2、位會出現不同的空氣流場。還有一些比如高速列車駛過道旁建筑物或與其他列車交會、地面效應、易受橫風的干擾、通過隧道時則會產生隧道出入口效應等問題，復雜的周圍環(huán)境等會產生與航空航天截然不同的空氣動力學問題。
　　歐盟委員會于2008年2月21日委員會決議上通過了關于泛歐高速鐵路系統鐵道機車車輛子系統互通性技術規(guī)范（簡稱TSI標準），在TSI標準6.2.6環(huán)境條件要求中，系統的規(guī)定了高速列車空氣動力學方面應滿足的載荷條件、橫風條件及隧道內

3、氣壓變化條件，且比較詳細的給出了參考標準。
　　論文以高速檢測列車為測試對象，根據TSI標準要求，對氣動載荷在不同工況下對高速列車的影響進行研究，包括列車通過站臺時對人體的影響、高速列車在橫風條件下的運行狀態(tài)、以及列車通過隧道時的最大氣壓變化量。驗證選取方案以及應對方法的合理性。并建立三維動車組和擾流結構幾何模型，采用基于三維定常不可壓縮RANS方程和k??SST雙方程湍流計算模型，利用通過流體力學分析軟件STAR-CCM+對動車

4、組幾何模型在橫風條件下進行仿真，并和實測數據進行對比分析。
　　論文以消化吸收TSI標準中空氣動力學測試要求為基礎，借助環(huán)形鐵道、蘭新二線、及中國標準動車組大西實驗線路為依托，自主研究開發(fā)了一套完整的測試方法和平臺，并將其應用于最新一代我國自主知識產權的高速動車組的空氣動力學性能測試中，研究并驗證TSI標準的適用性，分析歐盟TSI標準并以此為依據，研究TSI標準下列車空氣動力學性能適用范圍和要求，確立滿足歐洲標準列車空氣動力學測試