橫風(fēng)作用下CRH2列車—連續(xù)梁橋氣動性能的數(shù)值模擬研究.pdf

1、列車通過強(qiáng)風(fēng)地區(qū)的鐵路橋梁時，列車和橋梁周圍流場發(fā)生明顯改變，導(dǎo)致列車受到很大的側(cè)傾力，列車發(fā)生傾覆的概率增大。本文以國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目“強(qiáng)風(fēng)環(huán)境下高速鐵路車-橋系統(tǒng)氣動特性和抗傾覆性能風(fēng)洞試驗(yàn)研究(51178471)”為平臺，使用FLUENT三維數(shù)值模擬的方法，研究了橫風(fēng)作用下CRH2列車與連續(xù)梁橋氣動性能的相互影響，為進(jìn)一步的理淪研究和風(fēng)洞試驗(yàn)設(shè)計(jì)提供參考。本文的主要工作和結(jié)論如下:
　　(1)本文通過FLUENT二維建模計(jì)

2、算討論了一些建模參數(shù)對車橋三分力系數(shù)的影響，這些參數(shù)包括:計(jì)算域、湍流模型、網(wǎng)格劃分和離散格式，為建模過程中如何確定合理的計(jì)算域、如何選取湍流模型、如何正確劃分網(wǎng)格以及如何選取離散格式提供參考;
　　(2)采用了SST湍流模型對不同來流條件下的三跨連續(xù)梁橋的氣動性能進(jìn)行了三維數(shù)值模擬，分別探討了來流風(fēng)速、風(fēng)攻角、邊界層和橋墩對連續(xù)梁橋氣動性能的影響，驗(yàn)證了雷洛數(shù)效應(yīng)、發(fā)現(xiàn)風(fēng)攻角的變化對橋梁升力系數(shù)具有顯著的影響、距離邊界層越近橋梁

3、的阻力系數(shù)越大;
　　(3)研究了單車和雙車在連續(xù)梁橋上不同位置時，列車和橋梁氣動性能的相互作用，研究表明:迎風(fēng)側(cè)列車的存在對連續(xù)梁橋三分力系數(shù)產(chǎn)生明顯的影響，使得列車附近的橋梁區(qū)域所受到的阻力增大、升力減小，雙車對連續(xù)梁橋氣動性能的影響可以看成是單車影響的疊加;迎風(fēng)側(cè)列車受到的側(cè)傾力矩要大于背風(fēng)側(cè)列車情況，橋梁高度越小的地方列車越容易發(fā)生傾覆，雙車受到的傾覆力矩要小于單車的情況。所以，單車位于連續(xù)梁橋跨中迎風(fēng)側(cè)時最容易發(fā)生傾覆。