高速鐵路橋梁風(fēng)障設(shè)置對(duì)列車及主梁氣動(dòng)性能影響研究.pdf

1、目前中國(guó)高鐵正處于一個(gè)快速發(fā)展的時(shí)期，列車行駛速度越快，側(cè)向風(fēng)對(duì)列車的安全行駛影響也越大。本文借助FLUENT流體力學(xué)軟件，采用三維數(shù)值模擬的方法，研究了高速鐵路橋梁風(fēng)障設(shè)置對(duì)列車-橋梁氣動(dòng)性能的影響，以確保側(cè)風(fēng)作用下高速列車運(yùn)行安全。
　　 采用靜網(wǎng)格模型計(jì)算了各工況下列車-主梁系統(tǒng)的氣動(dòng)系數(shù)，分別討論了橋墩、風(fēng)障高度、列車在橋上橫向位置、風(fēng)障透風(fēng)率、風(fēng)偏角對(duì)列車及主梁氣動(dòng)性能的影響。研究結(jié)果表明：橋墩對(duì)列車的氣動(dòng)系數(shù)影響很小

2、，對(duì)主梁氣動(dòng)系數(shù)的影響是穩(wěn)定的；列車的氣動(dòng)系數(shù)隨著風(fēng)障高度的增大在逐漸減小，主梁的氣動(dòng)系數(shù)隨著風(fēng)障高度的增大而增大；列車在橋上橫向位置不同時(shí)，除側(cè)力系數(shù)外迎風(fēng)側(cè)、上行列車氣動(dòng)系數(shù)均大于或接近于背風(fēng)側(cè)、下行列車氣動(dòng)系數(shù)；隨著風(fēng)障透風(fēng)率的增大，列車氣動(dòng)系數(shù)在逐漸增大，主梁的阻力系數(shù)減小，升力系數(shù)增大，扭矩系數(shù)平穩(wěn)上升；總體而言隨著風(fēng)偏角的增大，列車氣動(dòng)系數(shù)也呈增大趨勢(shì)，除升力系數(shù)外主梁阻力系數(shù)、扭矩系數(shù)也在不斷增大。
　　 采用動(dòng)網(wǎng)

3、格模型模擬了列車在橋上的運(yùn)行狀態(tài)，分析了風(fēng)障高度、透風(fēng)率、風(fēng)偏角對(duì)列車氣動(dòng)系數(shù)的影響。研究結(jié)果表明：以頭車為例列車氣動(dòng)系數(shù)隨著風(fēng)障高度的增大而減小，隨著透風(fēng)率和風(fēng)偏角的增大而增大。以靜力輪重減載率為評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)確定了4m風(fēng)障高度30％透風(fēng)率為較合理的風(fēng)障設(shè)置。研究發(fā)現(xiàn)主梁的氣動(dòng)系數(shù)并不會(huì)隨著風(fēng)偏角的變化而變化。
　　 根據(jù)列車及主梁在不同風(fēng)偏角下的氣動(dòng)系數(shù)，利用VSI程序計(jì)算了不同風(fēng)速下列車的臨界車速，并與無(wú)風(fēng)障情況下列車臨界車速對(duì)