隧道内高速列车外部非定常流动特性数值模拟研究

《隧道内高速列车外部非定常流动特性数值模拟研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、０３５５公开中图分类号：密级：ＵＤＣ：：本校编号讀Ｗ义遺义爭硕±学位论文论文题目：隧道内高速列车外部非定常流动特性数值模掠研究研究生接０２１２３７５名：刘希贤学号：授学校指导教师姓名：梅元责职称：教工学硕去工程热物理申请学位等级；专业：－２－２０１５０１５５６论文提交日期；论文答辩日期：独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研巧成果，除了文中特别加Ｗ标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含获得兰州《通大

2、学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均己在论文中作了明确的说明并表示了谢意。■学位论文作者签名：签字日期ａｗ年／月２日／学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解兰州巧通大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权兰州交通大学可Ｗ将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编ＵＪＩ供查阅和借阅。同意学校向国家有关部口或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名导师签名：签字日期：立手年

3、月２日签字日期；：＾／ｉ年＾月日＾硕士学位论文隧道内高速列车外部非定常流动特性数值模拟研究NumericalSimulationonUnsteadyFlowCharacteristicsaroundHigh-speedTraininTunnel作者姓名：刘希贤学科、专业：工程热物理研究方向：计算流体动力学及工程应用学号：0212375指导教师：梅元贵完成日期：2015年5月兰州交通大学LanzhouJiaotongUniversity兰州交通大学硕士学位论文摘要高速列车在复线隧道运行时，由于列车和隧道形成的空间为非对称空间，引起的流动自然也是非对称的，使得

4、作用在隧道壁面和列车车体表面的非定常气动载荷也自然不同，最终导致列车在隧道中运行时横向振动加剧，危及行车的舒适性、稳定性，因此对于隧道内列车外部流场的研究是非常有必要的。本文基于德国ICE2以及国产CRH380A高速列车模型，应用三种不同的数值模拟方法RANS、URANS以及LES，根据流动特点，采用较为合理的网格划分策略，应用基于有限体积方法的计算流体力学软件STAR-CD，对隧道内高速列车外部的非定常流场进行数值模拟。考虑到计算资源和时间的限制，本文所研究的隧道内外部非定常流场5的外部雷诺数为110。通过对复线隧道内ICE2高速列车行驶时的外部流场进行数值

5、模拟，初步建立了大涡模拟研究的计算设置与分析方法，为后续CRH380A高速列车的大涡模拟研究提供一定的技术参考。通过分析流场典型断面的压力云图、涡量图、涡量等值线、流场的Q值以及侧向力系数与升力系数，给出了ICE2列车模型在隧道内运行时，列车表面及列车周围压力的分布以及涡旋结构产生的位置与发展规律。然后，根据ICE2计算模型的数值模拟经验，对CRH380A高速列车隧道内行驶过程中的外部流场进行数值研究。通过分析流场典型断面的压力云图、涡量图、涡量等值线、流场的Q值以及侧向力系数与升力系数，给出了CRH380A列车模型在隧道内运行时，列车表面及列车周围压力的分布以

6、及涡旋结构产生的位置与发展规律，最后对三种数值模拟方法的计算结果进行对比分析，得出最优的数值模拟方法。本文分别对ICE2高速列车和CRH380A高速列车在隧道内运行时的外部流场进行数值模拟，从中得出的结果和规律可以作为高速列车非定常研究的基础，同时也可为高速列车的设计和运行提供一定的参考。关键词：高速列车；隧道；外部绕流；数值模拟；论文类型：应用研究-I-隧道内高速列车外部非定常流动特性研究AbstractWhenhigh-speedtrainthroughthedouble-tracktunnel,duetotrainsandtunnelsformedasym

7、metricalspace,theflowofcharacteristicsalsoasymmetrical,andmakeseffectonthepressurecharacteristicsofthetunnelwallandthetrainsurfacenaturallydifferent,eventuallyleadingtothetraininthetunnelruntimelateralvibrationintensified,threateningthestabilityandsecurityoftrain,soithasveryimportant

8、significance