隧道內(nèi)高速列車外部非定常流動特性數(shù)值模擬研究.pdf

1、高速列車在復線隧道運行時，由于列車和隧道形成的空間為非對稱空間，引起的流動自然也是非對稱的，使得作用在隧道壁面和列車車體表面的非定常氣動載荷也自然不同，最終導致列車在隧道中運行時橫向振動加劇，危及行車的舒適性、穩(wěn)定性，因此對于隧道內(nèi)列車外部流場的研究是非常有必要的。
　　本文基于德國ICE2以及國產(chǎn)CRH380A高速列車模型，應(yīng)用三種不同的數(shù)值模擬方法RANS、URANS以及LES，根據(jù)流動特點，采用較為合理的網(wǎng)格劃分策略，應(yīng)用基

2、于有限體積方法的計算流體力學軟件 STAR-CD，對隧道內(nèi)高速列車外部的非定常流場進行數(shù)值模擬?？紤]到計算資源和時間的限制，本文所研究的隧道內(nèi)外部非定常流場的外部雷諾數(shù)為5110。通過對復線隧道內(nèi)ICE2高速列車行駛時的外部流場進行數(shù)值模擬，初步建立了大渦模擬研究的計算設(shè)置與分析方法，為后續(xù)CRH380A高速列車的大渦模擬研究提供一定的技術(shù)參考。通過分析流場典型斷面的壓力云圖、渦量圖、渦量等值線、流場的Q值以及側(cè)向力系數(shù)與升力系數(shù)，給出

3、了ICE2列車模型在隧道內(nèi)運行時，列車表面及列車周圍壓力的分布以及渦旋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的位置與發(fā)展規(guī)律。然后，根據(jù)ICE2計算模型的數(shù)值模擬經(jīng)驗，對CRH380A高速列車隧道內(nèi)行駛過程中的外部流場進行數(shù)值研究。通過分析流場典型斷面的壓力云圖、渦量圖、渦量等值線、流場的Q值以及側(cè)向力系數(shù)與升力系數(shù)，給出了CRH380A列車模型在隧道內(nèi)運行時，列車表面及列車周圍壓力的分布以及渦旋結(jié)構(gòu)產(chǎn)生的位置與發(fā)展規(guī)律，最后對三種數(shù)值模擬方法的計算結(jié)果進行對比分析