《高速列車非定常氣動力特性研究》是依託西南交通大學，由張明祿擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：高速列車非定常氣動力特性研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張明祿
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
高速鐵路已成為我國鐵路運輸發展的主流。列車高速運行時，由於地面效應、隧道壁面效應、兩車交會作用、車頭車尾曲面變化，列車底部、側面、車尾部會形成一系列的複雜分離流動、旋渦脫落等非定常效應，產生的非定常氣動力是阻礙列車高速運行和影響列車運行安全的主要因素之一。詳細了解高速列車各種工況下的非定常氣動力特性具有重要的理論意義和良好的工程套用前景。本項目擬研究的主要內容為：(1)數值模擬腳踏車平直運行和橫側風下運行，得到車頭底部旋渦和背風面側車身的多旋渦系和尾渦的結構及其非定常氣動力的特性；(2)數值模擬高速列車兩車明線會車和橫側風下會車運動，得到會車過程中兩車會車側旋渦的脫落和側風上游列車多旋渦系對下游車的影響等非定常效應和非定常氣動力；(3)數值模擬高速列車進出隧道和隧道內交會運動，得到列車進出隧道和交會過程中流場的非定常成分和列車與隧道壁面間旋渦脫落特徵；(4)通過風洞實驗檢驗數值計算的結果。
結題摘要
本文基於三維非定常不可壓縮流動的N-S方程，採用大渦模擬（LES）湍流模型和有限體積法，利用流體計算軟體FLUENT，採用動格線方法對CRH2動車組在腳踏車有無側風直行，明線有無側風會車以及隧道內行車和會車等空氣動力特性進行了動態數值模擬研究。 計算模擬了列車運行，得到了列車直行時列車底部旋渦脫落的頻率範圍。動態模擬了側風環境下列車運行，研究了不同風速和車速對列車的橫向穩定性的影響，得到了列車背風面的多旋渦渦繫結構、旋渦脫落以及非定常氣動頻率特性。 通過對明線等速會車的動態模擬，研究不同車速對兩車壓力波和列車橫向穩定性的影響，得到了會車過程中流場的變化特點，發現了空間和車身上不同監測點壓強的脈動變化及氣動頻率的變化規律。 對側風下明線等速會車的動態模擬，得到了側風上游列車多渦系對下游列車氣動力的影響，也得到下游車對上游列車氣動力的影響，並與無側風會車相比較。 計算了腳踏車通過隧道時的氣動特性，得到了壓力波在隧道的傳播和反射對列車的影響。對長隧道內等速會車進行了動態模擬，研究了車速對兩車壓力波和列車橫向穩定性的影響，得到了整個會車過程中流場的變化特徵，空間和車身上不同測量點壓力的脈動變化及氣動頻率的變化規律。同時與明線會車進行比較，得到了兩者的差別。
