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1、高速運(yùn)行的列車在遇到橫風(fēng)時(shí),其空氣動(dòng)力學(xué)性能和運(yùn)行穩(wěn)定性將發(fā)生顯著改變,列車產(chǎn)生傾覆或脫軌的危險(xiǎn)性大大增加。因此,需要深入研究高速列車的橫風(fēng)效應(yīng)問題,以便為采取有效方法保證高速列車的運(yùn)行安全及提高列車運(yùn)行的平穩(wěn)性提供依據(jù)。本文以CRH型高速列車的真實(shí)原型為研究對(duì)象,對(duì)其空氣動(dòng)力學(xué)特性和運(yùn)行穩(wěn)定性進(jìn)行了分析。
針對(duì)復(fù)線路堤和平地兩種線路條件,基于三維、定常、不可壓Navier-Stokes方程以及k-ε兩方程湍流模型,利用CFD
2、軟件STAR-CCM+,對(duì)高速列車受到橫風(fēng)作用時(shí)的氣動(dòng)特性及外部流場(chǎng)進(jìn)行了數(shù)值模擬計(jì)算。分析了高速列車在路堤的遠(yuǎn)風(fēng)側(cè)和近風(fēng)側(cè)軌道上以不同車速在橫風(fēng)中運(yùn)行時(shí)的表面壓力分布、外流場(chǎng)壓力分布和速度場(chǎng)分布,以及各氣動(dòng)作用力系數(shù)隨車速和風(fēng)速變化的規(guī)律,指出了列車在遠(yuǎn)風(fēng)側(cè)和近風(fēng)側(cè)工況下氣動(dòng)特性的不同。并且,對(duì)列車在復(fù)線路堤和平地兩種線路上運(yùn)行的橫風(fēng)效應(yīng)進(jìn)行了對(duì)比分析,掌握了兩者規(guī)律的異同。
同時(shí),將使用STAR-CCM+軟件計(jì)算所得到的列
3、車橫風(fēng)氣動(dòng)作用力加載到列車上,結(jié)合車輛軌道動(dòng)力學(xué),基于Kalker非線性滾動(dòng)輪軌接觸理論和京津線軌道譜,應(yīng)用多體動(dòng)力學(xué)仿真軟件SIMPACK建立了CRH型高速列車的車輛軌道多體動(dòng)力學(xué)模型。通過仿真計(jì)算,得到了列車在不同運(yùn)行速度和橫風(fēng)風(fēng)速下的脫軌系數(shù)、減載率、輪軌橫向力和輪軌垂向力等動(dòng)力學(xué)性能參數(shù),并根據(jù)有關(guān)高速列車車輛軌道動(dòng)力學(xué)的規(guī)范對(duì)列車在不同車速和風(fēng)速下的運(yùn)行穩(wěn)定性進(jìn)行了分析和評(píng)估,探討了列車在橫風(fēng)作用下的安全限速問題。
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