高速列車流場及車內(nèi)熱舒適性研究.pdf

1、隨著高速列車速度的不斷提高，列車的氣動效應會愈加突出。尤其當行駛在暴雪天氣和不同的線路環(huán)境下時，列車周邊的空氣流動會受到相應的影響，這將給列車的安全運行帶來一定的威脅，因此有必要對列車周邊流場進行分析并對列車外形進行優(yōu)化。對于新設(shè)計的高速列車而言，車內(nèi)空氣的流動情況和熱舒適性是考察列車性能的重要指標，有必要在設(shè)計過程中分析其合理性并進行優(yōu)化。
　　本文基于計算流體力學和計算傳熱學理論，通過前處理軟件ICEM CFD和流體力學計算軟

2、件FLUENT對列車周邊流場、風道阻力以及車內(nèi)熱舒適性進行了研究。主要工作包括:
　　1.高速列車在暴雪環(huán)境下運行時轉(zhuǎn)向架區(qū)域積雪問題研究。考慮轉(zhuǎn)向架輪對的旋轉(zhuǎn)效應，通過分析原始車型的流場特性提出相應改善流場分布的方案，并將優(yōu)化方案同原始車型進行對比分析，得到最終的優(yōu)化方案。研究表明:輪對的旋轉(zhuǎn)效應對轉(zhuǎn)向架區(qū)域的流場有一定的影響，在分析流場時有必要考慮輪對的旋轉(zhuǎn)。文中提到的三種轉(zhuǎn)向架區(qū)域的優(yōu)化方案用于改善流場特性。在條件允許的情況

3、下，可以將三種方案進行組合優(yōu)化。
　　2.無砟軌道結(jié)構(gòu)外形對高速列車氣動性能的影響研究。通過建立框架型和平板型的無砟軌道模型，研究了高速列車以300km/h的速度通過時的氣動性能。結(jié)果表明:由于框架結(jié)構(gòu)的存在，列車通過框架型無砟軌道時，車底底板及轉(zhuǎn)向架表面氣動壓力呈現(xiàn)周期性波動，其中壓力波動的主頻接近16.90Hz。高速列車通過平板型無砟軌道時，列車車底底板及轉(zhuǎn)向架表面氣動壓力波動較小。在進行高速列車車底流場仿真時，有必要考慮無砟

4、軌道板和軌道結(jié)構(gòu)。
　　3.高速列車車內(nèi)流場、風道阻力和熱舒適性問題研究。通過計算分析車內(nèi)的壓力、微風速和溫度等指標，提出進氣風道結(jié)構(gòu)優(yōu)化方案，并對優(yōu)化方案進行進一步分析計算，最終形成滿足要求的設(shè)計方案。研究表明:混合進氣方式較上端進氣和下端進氣方式而言，風道阻力最大;混合進氣方式中客室流場比較穩(wěn)定，速度分布較為均勻。三種進氣方式對客室的壓力影響不明顯，客室空間的壓力分布均勻?；旌线M氣方式中客室兩端孔的流量較中間孔的流量稍大，導致