对于不同造型跨坐式单轨车的气动性能比较

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1、第2期lllll：_：：ll_0ll00000。。000≮00专曩≯0褥激怒不同造型跨坐式单轨车的气动性能比较*杜子学刘博尉迟志鹏(重庆交通大学机电与汽车工程学院，400074，重庆∥第一作者，教授)摘要气动力学特性在很大程度上影响着跨坐式单轨车会有别于其它交通工具。本文结合计算流体动力学的性能。基于数值模拟计算方法对某跨坐式单轨车原车型、软件，针对某跨坐式单轨车原车型、新车型两种造型新车型的气动力学特性进行模拟分析，计算得出原车型、新方案进行外流场的数值模拟计算，以获得造型优化。车型的风阻系数；并结合两种

2、车型的外部流场结构进行了比较分析，从而验证流线型的新车造型更为合理。1跨坐式单轨车辆外流场数值计算方法关键词跨坐式单轨车；气动性能；数值模拟1．1跨坐式单轨车辆外流场的控制方程中图分类号U232气流流动要受到物理守恒定律的支配，而基本ComparisonoftheAerodynamicPerformanceofDifferent的守恒定律有：质量守恒定律、动量守恒定律、能量Straddle-typeMonorailVehicleHeadShapes守恒定律。控制方程则是对这些守恒定律的数学描DuZixue，

3、LiuBo，YuchiZhipeng述。基本的控制方程包括：质量守恒方程、动量守恒AbstractThefeaturesofstraddle-typemonorailvehicleare方程、能量守恒方程。因跨坐式单轨车行驶时马赫affectedlargelybytheaerodynamiccharacters．BasedonCFDmethod，theaerodynamicperformanceondifferenthead数较小，运行时其周围空气可以看成是不可压缩的。shapesoftheoriginal

4、andthemonorailvehiclesversionissimu—故单轨车辆外流场基本控制方程如下。latedandanalyzed．Thewinddragcoefficientsoftwohead质量守恒方程(连续方程)为：shapesofmonorailvehicleareachieved，whichcombinedtwo塑+v．(10l，)：0(1)kindsofexternalflowfieldstructuresandprovedtherationali·attyofthestreamlin

5、eshapeofnewmonorailvehicle．式中：Keywordsstraddle—typemonorailvehicle；aerodynamiclD——流体(空气)密度performance；numericalsimulationf——时间；First-author’SaddressSchoolofMechanical—ElectronicandV——散度；AutomobileEngineering，ChongqingJiaotongUniversity，速度矢量。4()0074，Chongqi

6、ng，China根据连续方程，不可压缩流动的动量守恒方程跨坐式单轨车外部造型在很大程度上影响着车可简化为：辆的气动性能。风洞试验、数值模拟计算(CFD)是+应用于跨坐式单轨车气动力学研究的主要方法。由未一专+于风洞试验在流场分析过程中存在诸如投资大、周(2)期长、无法获得详细的流动细节等局限性，而数值模式中：拟计算法具有成本小、模拟周期短、应用广泛等优——方向瞬时速度；点，因此采用计算流体软件对单轨车辆外流场进行U——i方向瞬时速度；三维模拟计算是获得其气动性能的一种较为实用的——方向的分量；手段。跨坐式单

7、轨车外部气流流动特征为三维、黏X——方向的分量；性、湍流、分离和非定常，而其独特的外型结构和在——方向上作用在单位流体质点上的体高架轨道上行驶的运行模式决定了其外部流场结构积力；*国家科技支撑计划项目(2007BAG06B01)·29·_l斌市鞣遵l交通鼹_0lllll00000lllIll2llllll：ll：lllllll0≯00删曩JP——压力。1．2．2RNG／C一￡模型在流场内参数连续变化情况下，能量守恒方程为：RNG／g'一e模型的湍动能方程和湍流耗散率方~pC_=p—T程在形式上与标准一￡模型

8、相似。与标准一￡——一+v．(pvCP71)：S+V．(足VT)模型相比，RNG一e模型的不同之处在于：修正了(3)湍流黏度，考虑了平均流动中的旋转及旋流流动；在式中：e方程中增加了一项使得产生项既与流动情况有CP——比热容；关，还与流动空间有关。然而，RNG一s模型仍是丁——温度；针对充分发展的湍流起作用，而对于近壁区内的流——黏性耗散项；动及雷诺数较低的流动数值模拟不够精确。良——流体传热系数。1．2．3SS