《高速列车在侧风中会车的空气动力特性研究》.pdf

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1、第35卷第3期辽宁工业大学学报(自然科学版)、，01．35．NO．32015年6月JournalofLiaoningUniversityofTechnology(NaturalScienceEdition)Jun．2015DOI：10．15916／j．issn1674-3261．2015．03．013．___IL—Cj速列车在侧风中会车的空气动力特性研究同陈友伟(辽宁铁道职业技术学院机车车辆系，辽宁锦州121000)摘要：侧风能引起列车共振、乘客不适、车辆结构疲劳破坏，强侧风还可能使列车脱轨，造成人员伤亡。列车会车时产生过大的交会压力波也会危及行车安全。以CRH2型高速列车为物理模型，使

2、用CFdesign软件，主要对高速列车在侧风环境中的会车过程进行仿真模拟，定量分析侧风速度与交会压力波的数值关系。关键词：高速列车；侧风；空气动力学；数值模拟中图分类号：U260．1文献标识码：A文章编号：1674-3261(2015)03-0186-06ResearchontheAerodynamicBehaviorsofHigh—-speedTrainsPassingEachOtherintheCrosswindCHENYou-wei(DepartmentofRailwayLocomotiveandCar,LiaoningRailwayVocationalandTechnicalCo

3、llege，Jinzhou121000，China)Abstract：Crosswindwillmakethetrainresonant，passengersuncomfortableandvehicles’structuredamaged．Astrongwindmaymakethetrainderailed，causingcasualties．Excessivepassingpressurewavewillendangertrafic’Ssafetywhenthetrainspasseachother．Inthenumericalcalculation，CRH2istheexample

4、ofthesimulationstudy，usingCFdesignsoftware．Itsimulatestheprocessoftwotrainspassingeachotherinthecrosswindtoanalyzethenumericalrelationshipbetweencrosswindspeedandpassingpressurewave．Keywords：high-speedtrains；crosswind；aerodynamics；numericalsimulation列车时常要行驶在侧风环境中，一定速度的侧风可能引起列车共振、乘客不适、车辆结构疲劳破坏，强侧风

5、还可能使列车脱轨，造成人员伤亡[¨。另外，列车会车时会产生交会压力波，过大的交会压力波也会危及行车安全【。近年，日本和欧洲普遍采用风洞试验和数值模拟计算2种方法研究铁道车辆的侧风稳定性问题[，我国的科研单位也对该问题进行了大量的仿真研钔。本文主要对高速列车在侧风环境中的会车过程进行仿真模拟，研究中使用CFdesign软件，定量分析侧风速度与交会压力波之间的数值关系。1数学模型设定会车外流场为绝热、有粘、可压缩、非定常的三维湍流流场。以动量方程等8个方程构成方程组，其中有P、k、s、U、v、W、P、T等8个物理量。连续性方程：望+—a(pu)+a(pv__A+—a(p—w)：0—ataxa

6、yc3z程：a(pu)+O(puu)+a(puv)+a(puw)：昙(＼／(＼y，收稿日期：2015—04-14作者简介：陈友伟(1969一)，男(满族)，辽宁锦州人，副教授。第3期陈友伟：高速列车在侧风中会车的空气动力特性研究187a厂、J+a)J+()厂一+¨“(2)a(pv)——8t8x!=去(]+·导(考]+(3)af，、aa一，、旦fL，]一望+¨够j+一Ox(考]+昙(够)+a(pw)O(pwua(pwv)+————＼、+●●—f．}、j＼—：()+昙／}+(4)，a一、／¨＼+一++()j+(厂)一+式中：＼、●／=、，、I+，。＼、●●一’、、k方程：^I／，●●一／，，

7、．Io(pku)+a(pkv)+一at+—瓠———8Z=[(+笪