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，側風對列車的氣動性能和運行穩(wěn)定性產生重大影響。在側風作用下，列車行車安全事故在世界范圍內時有發(fā)生，造成巨大的人員傷亡和經濟損失?？紤]到側風給鐵路運輸安全帶來的巨大隱患，高速列車在側風作用下的行車安全問題已經引起廣泛關注。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)值模擬相結合的方法，對不同側風風速作用下高速列車空氣動力學性能進行了研究分析。結果表明，側風作用下列車受到很大的氣動力，且在列車周圍產生復雜流場。列車背風側存在數(shù)個漩渦，其位置隨側風風速的變化而發(fā)生改變。
　　為了改善列車的氣動環(huán)境，設計了四種混凝土結構擋風裝置，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，但其本身的結構穩(wěn)定性最差;而三種透風式擋風裝置效果雖不如前者，但其本身的結構穩(wěn)定性要優(yōu)于前者，且其在列車減阻方面貢獻更大。
　　針對鋼結構擋風裝置研究和應用較少的現(xiàn)狀，本文設計了單層和雙層鋼結構多孔板式擋風裝置，對其結構形式、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。