对高速列车同向并行运动的气动阻力数值仿真

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1、学兔兔www.xuetutu.com2012年4月高速铁路技术No．2，Vo1．3第3卷第2期HIGHSPEEDRAILWAYTECHNOLOGYApr．2012文章编号：l674—8247(2012)02—0022—04高速列车同向并行运动的气动阻力数值仿真王进李明周俊超(南车青岛四方机车车辆股份有限公司高速列车系统集成国家工程实验室(南方)，青岛266111)摘要：文章采用流体力学数值计算软件FLUENT对我国某新型动车组的空气动力学性能进行了数值仿真。研究了不同速度下，两列高速列车明线同向并行

2、运动时的气动阻力，并与单车明线的气动阻力进行了对比。结果表明，双车产生的气动阻力均大于单车时情况，随着速度的提高，气动阻力增幅加大。关键词：高速列车；气动阻力；同向并行运动中图分类号：U292．914文献标识码：ASimulationintheAerodynamicDragofHigh-speedTraininParallelMovementalongSameDirectionWANGJinLIMingZHOUJun-chao(NationalEngineeringLaboratoryforSyst

3、emIntegrationofHigh-speedTrain(South)，CSRQingdaoSifangCo．，Ltd．，Qingdao266111，China)Abstract：AnumericalsimulationofaerodynamiccharacteristicsofnewmodelEMUisgiven，usingTheComputationalFluidsDynamicsSoftware(FLUENT)．Theeffectofaerodynamicdragfortwohigh—sp

4、eedtrainswithdifferentspeedthatarerunningparallelalongthesamedirectionisstudied．Theresultwascomparedwiththesingletrain，Thecalculationresultsshowthattheaerodynamicdragsoftwotrainsisbiggerthanthesamesituationofsingletrain，andwithtrainspeedisincreasing，th

5、edifferenceofaerodynamicdragsaremoreandmorelarge．Keywords：high-speedtrain；aerodynamicdrag；parallelmovementalongsamedirection100～400km／h区间内，两列高速列车同向并行运行1引言时的气动阻力进行仿真计算，并与单车明线时的气动现阶段在复线上运行的列车全部是相向而行，但阻力进行对比，得出了一定的有益结论。在春运等客流量高峰期间无法满足相应的需求量。如2列车模型将现有的铁路线路

6、，由单车道增加到两车道可能会解决春运等高峰期一票难求的现象，同时也能满足未来本文以国内某新型动车组外型为参考，模型采用铁路运输越来越大的需求量，而且现今在某些特殊情1：1实车比例模型，考虑到计算机的计算能力，编组方况下，也有可能出现两车并行运行的状况。目前国内式为3节联挂，即：头车+中间车+尾车。其基本形状外在高速列车单车空气动力性能或双车交汇等情况下如图1所示。气动力的计算已经有很多，但还没有发现有关于高速列车同向并行运行时的数值仿真，故需要考虑同向运行列车间的空气动力性能，尤其是气动阻力方面图1

7、全车模型图的研究。本文将采用数值模拟计算的方法，对速度在3数值计算收稿日期：2011一¨-293．1计算域场和网格划分作者简介：王进(1983-)，男，助理工程师。考虑空气绕流和流场的充分发展，同时考虑到此学兔兔www.xuetutu.com第2期王进，等：高速列车同向并行运动的气动阻力数值仿真2012年4月次计算两列列车同向运行，两列车中间位置是中截面几何对称，因此采用对称计算域。列车前方长度约为击(p)+毒(peu~)毒[(+Or~1ic3xj】+pc150000mm，后方约为250000mm，

8、上方约为一pC2s{c，(2)40000mm，外侧为15000mm，内侧为2500mm，如图2所示。c·=⋯0．43，](3)卵=S(4)式中：GG——由层流速度梯度和浮力产生的湍流动能；yM——在可压缩湍流中，过渡扩散产生的波动；图2计算域示意图Cl，C2，C3——常量；¨——方程和e方程的湍流Prandtl数；全域场网格划分采用非结构网格，车体和制动风S．s——自定义的值。翼表面为三角形网格。为更好地模拟附面层效应，在在本文中，重要常数的取值为，C。=1．44，C