文档名：高速列车尾车垂向偏置对列车气动性能影响
摘要：在长期的高速列车运营过程中,极易形成前后车辆的不同形式偏置,造成列车气动性能改变,甚至可能引发行车平稳性问题,极大影响乘坐舒适性和安全性.以高速列车尾车作为研究对象,探究尾车上下偏置时,高速列车尾部流场变化以及气动特性.基于SSTk-ω双方程湍流模型,采用数值仿真方法研究了350km/h高速列车尾车无偏置、尾车下降20mm、尾车下降40mm、尾车下降60mm、尾车上升20mm、尾车上升40mm以及尾车上升60mm7种工况下列车的气动性能,分析高速列车气动阻力的变化规律,揭示了不同垂向位移下高速列车尾部流场特性以及列车表面压力分布情况.研究结果表明:高速列车尾部垂向位移对列车整体气动阻力影响较小,但对高速列车气动阻力分布以及流场特性造成一定影响.当尾车偏置位移达到60mm时,列车车体气动阻力相对于无偏置工况分别降低了-1.11%和2.64%,转向架气动阻力相对无偏置情况下分别降低了11.35%和-17.43%.此外,尾车偏置对列车近尾流区域流场结构有一定影响,尾车鼻锥下方排障器周围漩涡结构由双漩涡结构向单漩涡结构转变;鼻尖处漩涡结构随着尾车高度下降而增大,随着尾车高度上升而逐渐变小.本研究结果丰富了列车尾部偏置情况下的相关研究,对列车检修以及CR450高速列车设计等具有重要指导意义.
Abstract：Inthelong-termoperationofhigh-speedtrains,itispronetogeneratedifferentformsofoffsetsbetweentheadjacentcars,resultinginchangesinthetrainaerodynamicperformanceandmayevencausestabilityissues,whichgreatlyaffectstheridecomfortandsafetyoftrains.Thecurrentstudyadoptedthetailcarofahigh-speedtrainastheresearchobject,andexploredthechangesintheflowfieldandaerodynamiccharacteristicsofthetailcarwhenitissubjectedtoverticaloffsets.BasedontheSSTk-ωdouble-equationturbulencemodel,sevencaseswithnoverticaloffset,20mmdownoffset,40mmdownoffset,60mmdownoffset,20mmupoffset,40mmupoffset,and60mmupoffset,weresimulatedatthetrainspeedof350km/htoinvestigatethetrainaerodynamicperformance,toanalyzethechangelawoftheaerodynamicdragofthehigh-speedtrain,andtorevealthewakeflowcharacteristicsofthehigh-speedtrainandthepressuredistributiononthetrainsurface,respectively.Theresultsshowthattheverticaloffsetofthetailcarhasasmalleffectonthetotalaerodynamicdragofthehigh-speedtrain,butithasacertainimpactonthedistributionofaerodynamicdragandtheflowfieldcharacteristicsofthehigh-speedtrain.Whentheverticaloffsetofthetailcarreaches60mm,theaerodynamicdragofthetrainbodyisreducedby-1.11%and2.64%,andtheaerodynamicdragofbogiesisreducedby11.35%and-17.43%,respectively,ascomparedtothecasewithoutanyverticaloffset.Inaddition,theverticaloffsetofthetailcarhasacertainimpactonthenearwakestructureofthetrain.Thevortexstructurearoundthecowcatcherandbelowthetailnosechangesfromadouble-vortexstructuretoasingle-vortexstructure.Thevortexstructureclosetothenosetipbecomeslargerwiththedownoffsetincreasing,whileit'sgraduallysmallerasthetailcarmovesup.Theresultsofthisstudyenrichtheresearchontheaerodynamiccharacteristicsofthetailcaroffset,andhaveimportantguidingsignificanceforthetrainmaintenanceandCR450high-speedtraindesign.
作者：张洁 黄天祥 盖杰 韩帅 黄凤仪 高广军 Author：ZHANGJie HUANGTianxiang GAIJie HANShuai HUANGFengyi GAOGuangjun
作者单位：中南大学重载快捷大功率电力机车全国重点实验室,湖南长沙410075;中南大学交通运输工程学院,轨道交通安全教育部重点实验室,湖南长沙410075;中南大学轨道交通列车安全保障技术国家地方联合工程研究中心,湖南长沙410075中车长春轨道客车股份有限公司国家轨道客车工程研究中心,吉林长春130062
刊名：铁道科学与工程学报
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(2)
分类号：U27
关键词：高速列车 尾车偏置 尾部流场 气动性能
Keywords：high-speedtrain tailcaroffset wakeflow numericalsimulation
机标分类号：TH43U266.2U461.1
在线出版日期：2024年3月19日
基金项目：国家重点研发计划，中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划，中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划高速列车尾车垂向偏置对列车气动性能影响[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(2)张洁 黄天祥 盖杰 韩帅 黄凤仪 高广军在长期的高速列车运营过程中,极易形成前后车辆的不同形式偏置,造成列车气动性能改变,甚至可能引发行车平稳性问题,极大影响乘坐舒适性和安全性.以高速列车尾车作为研究对象,探究尾车上下偏置时,高速列车尾部流场变化以...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
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