动车组明线运行空气动力学数值仿真

通过采用不可压缩粘性流体的N-S方程和K-ε双方程湍流模型,建立了带有车轮的200 km/h动车组模型,对其明线运行的外流场进行了空气动力学仿真.并对列车壁面附面层网格进行了细分,得出压力、速度的分布规律,针对网格划分对计算结果的影响进行了探讨.得出如下结论：列车的阻力系数为0.436,升力系数为0.014;此型200 km/h动车组车尾的安全避让距离为6 m;当加密附面层网格使y＋从2200减小到55时,阻力系数提高15%.     

高速列车的动态环境及其技术的根本特点

讨论了高速列车所处的动态环境。指出高速列车与普通列车的根本不同在于列车所处的动态环境发生了质的变化,由机械、电气作用为主,变为以气动作用为主。正是由于这一巨大变化,才产生了一系列高速列车技术的特点。例如,由于需要特大牵引功率来克服地表稠密大气所产生的阻力,高速列车必须放弃机车牵引,采用动车组模式;对高速列车必须进行“噪声设计”,才能分别按环保要求决定高速通道不同区段的最高限制速度。本文根据上述观点得出一些不同于通常所理解的关于地面高速交通的结论。比如:指出磁浮列车只有在低速下运行,才能凸显其低噪声的优点,高速度并不是它的特长。本文还进一步指出,地面开敞式高速交通,最高速度不宜高于400 km/h,超过这一限速必须采用真空管道高速交通。     

新干线700系车组的降噪措施

介绍了在新干线700系车组的开发中,为降低空气动力噪声,对车体外形、受电弓、超压母线所进行的改进。     

横风对电动车组中各车辆气动特性影响的试验研究

为研究在平坦空旷地区横风对电动车组中各车辆气动特性的影响，在８ｍ×６ｍ风洞中对三车联挂的电动车组模型进行测力试验，并对试验数据进行分析，认为横风风速为１５ｍ／ｓ～２５ｍ／ｓ、列车速度不大于３００ｋｍ／ｈ时，横风不能吹翻列车，电动车组横向是稳定的。     

国产磁浮列车外形气动性能分析

基于上海TR08磁浮列车的头部外形,设计了4种国产流线型磁浮列车头部外形。采用大型流场计算软件CFX对5种不同头部外形列车的空气阻力、升力进行计算,并对5种外形的列车交会压力波进行了数值分析。通过对不同外形磁浮列车空气动力性能的分析,提出了国产化磁浮列车气动外形的流线型头部长度取6～7 m,采用单拱,并适当提高纵剖面轮廓线高度的设计原则。     

风洞试验中车辆锚定方式对气动力测量的影响分析

利用国内首个整车气动-声学风洞对某车辆在两种锚定方式下的气动力进行测量。结果表明,传统的浮动模式在高风速时车尾上翘,且上翘高度随着风速增加而增大。导致气动阻力系数比固定模式大,最大差值0.006。风速高于100km/h时气动升力系数比固定模式小,最大差值0.007。因此,整车气动力测量时应考虑锚定方式的影响,根据试验目的和条件合理选择车辆锚定方式,以保证测试精度。     

Air Dam对整车气动性能的影响

为进一步提高整车气动性能,降低油耗,通过风洞气动试验,研究了air dam不同安装位置、高度和结构对整车风阻系数和前端进气的影响。结果表明:1在满足整车造型要求的基础上,air dam的安装位置应尽可能前移;2Air dam在拐角处的结构很关键,需要精心设计;3相对于安装位置而言,air dam的高度对前端进气量的影响较大,故在满足路阶和接近角要求的条件下,应尽量取较大值。     

升力型潜水飞行器水空动力学特性研究

水空两相介质物性的巨大差异为潜水飞机的水下潜航和空中飞行带来诸多难题,本文选择升力型航行器为研究对象,采用数值仿真手段研究其飞行和潜航动力学特性,模拟结果说明:在低速航行时,存在匹配的速度区间使得升力型航行器在空中和水下的各动力学参数随攻角的变化趋势相似并且数值相近,航行器获得相似的飞行和潜航环境;通过对水下高速航行的可行性的探讨,获悉升力型航行器不适宜在水下高速潜航,需采用变体方式改变构型来提高航行器的动力学性能。     

高速铁路隧道洞口地形对微压波的影响分析

高速列车进入隧道后将产生一系列的空气动力学效应,其中隧道出口的微压波效应对人类环境的危害性较大。影响微压波的因素主要有:列车进入隧道的速度、隧道的阻塞比、隧道长度、隧道内部条件和隧道出口地形等。采用数值模拟方法,深入研究了隧道出口地形对微压波的影响,得到了隧道出口地形对微压波的影响特性。     

关于广州地铁隧道空气动力学效应缓解措施的研究

地铁列车高速通过中间风井以及多次在地下线路与高架线路间转换,引起车厢内压力波动,降低了乘车的舒适性。文章总结了其他国家制定的地铁或高速铁路不同的人体舒适度压力控制标准和国内的地铁压力舒适度的相关研究,采用地铁环境模拟计算软件SES 41,对广州地铁14号线列车线路在隧道运行时不同列车时速、不同的隧道断面、不同渐扩段长度等情况下通过隧道洞口及中间风井时车头的压力波动及压力舒适度进行计算分析,提出对于高速地铁可在常规盾构隧道断面入洞口处和中间风井处设置一定长度及规模的渐扩段,同时结合行车组织的压力缓解措施的设计建议,这些措施在广州地铁14号线、21号线、南京机场线等工程设计中已进行应用,具体效果有待线路开通后进行实测验证。