明線上高速列車外部流動非定常特性研究.pdf

1、隨著列車速度的不斷提高，列車?yán)@流的氣動效應(yīng)變得越來越重要，特別是當(dāng)列車速度達(dá)到300km/h以上時，其所受的氣動阻力占到總阻力的80％以上。高速列車附近的流場具有顯著的非定常特性，尤其是在明線上高速列車遇到側(cè)風(fēng)時，其氣動特性及車體表面壓力分布與無側(cè)風(fēng)相比發(fā)生顯著變化，列車外部流場變化更為劇烈、流場結(jié)構(gòu)更為復(fù)雜，在車尾流區(qū)及列車底部轉(zhuǎn)向架部位，流場的非定常特性尤為突出，由此產(chǎn)生的非定常氣動載荷作用在列車表面上，使列車運(yùn)行時車體發(fā)生振蕩，對

2、列車運(yùn)行的穩(wěn)定性、安全性以及乘坐舒適性帶來重要影響，有必要對明線上高速列車外部流動的非定常特性進(jìn)行深入研究。
　　文中主要通過數(shù)值模擬研究，以時速350km中國標(biāo)準(zhǔn)動車組四編組接近真實的無縮尺模型及其部件為研究對象，分析其在明線上有無側(cè)風(fēng)兩種工況下，車外流場的非定常特性，研究各節(jié)車及整車的氣動載荷、表面壓力分布及車體附近的流場結(jié)構(gòu)。
　　首先，采用RANS、URANS、DES三種方法對圓柱繞流進(jìn)行數(shù)值模擬，將其計算結(jié)果與分別

3、與文獻(xiàn)中試驗值進(jìn)行對比分析，分析圓柱繞流流場結(jié)構(gòu)-卡門渦街的周期性形成、發(fā)展與脫落對圓柱受力的影響，驗證DES方法的可行性。
　　其次，對所使用的數(shù)值模擬計算進(jìn)行試驗對比驗證。主要驗證網(wǎng)格劃分方法及數(shù)值方法的可靠性，對CRH380A風(fēng)洞1:8縮尺模型分別采用RANS、URANS、DES三種方法進(jìn)行對比驗證，在有無側(cè)風(fēng)兩種工況下，將數(shù)值計算結(jié)果與試驗結(jié)果進(jìn)行對比，并分析三種計算方法的差異性，從而得出可靠的數(shù)值計算方法和網(wǎng)格設(shè)置方案。

4、
　　最后，針對時速350km中國標(biāo)準(zhǔn)動車組四編組無縮尺真實模型，研究列車外部流動的非定常特性。分別開展明線上無側(cè)風(fēng)條件下和有側(cè)風(fēng)條件下非定常流場的數(shù)值模擬計算，分析標(biāo)準(zhǔn)動車組及其關(guān)鍵部件的外部流場非定常特性及其氣動載荷分布。
　　針對時速350km中國標(biāo)準(zhǔn)動車組外部流場的非定常特性研究，并對列車附近非定常特性顯著區(qū)域進(jìn)行重點分析。從中得出列車外部流場對列車氣動性能的影響以及流場結(jié)構(gòu)分布規(guī)律，研究結(jié)果具有一定的實際意義和參考