跨座式單軌列車交會壓力波數(shù)值模擬與氣動性能研究.pdf

1、跨座式單軌列車具有運輸能力強、綜合效益好的特點，已逐漸成為城市公共交通的主要載運工具?？缱絾诬壛熊囃ǔ＿\作在離地較高的位置，空氣動力特性對其運行狀態(tài)有著較大影響。特別是當(dāng)兩車交會時，氣流在沖擊壓力的擠壓下對車體產(chǎn)生瞬態(tài)沖擊，從而造成車體橫向、垂向震動，進而對跨座式單軌列車運行的穩(wěn)定性、安全性構(gòu)成威脅，同時也降低了車廂內(nèi)乘客的乘坐舒適性。本文以重慶軌道2號線跨座式單軌列車為研究對象，對無風(fēng)環(huán)境下等速交會、不等速交會、靜止交會三種工況，5

2、°、10°、30°、90°側(cè)風(fēng)環(huán)境下等速交會四種工況，采用計算流體力學(xué)軟件ANSYS對列車交會外流場和氣動特性進行數(shù)值模擬計算。具體研究內(nèi)容包括:
　　(1)建立跨座式單軌列車交會有限元模型。在CATIA中建立跨座式單軌列車剛體模型，導(dǎo)入ICEM CFD軟件中，采用分區(qū)計算法對跨座式單軌列車剛體模型及其外流場進行動網(wǎng)格劃分，得到跨座式單軌列車交會有限元模型。
　　(2)跨座式單軌列車交會過程的壓力波分析。對上述七種工況，采用

3、數(shù)值模擬方法對列車的流場壓力波進行分析。結(jié)果表明，在跨座式單軌列車交會過程中，交會流場壓力波特性和流場中固定測點隨兩列車縱向相對位置而改變。
　　①.無風(fēng)環(huán)境下等速交會，兩列車周圍壓力波呈反對稱性;無風(fēng)環(huán)境下不等速交會，低速車壓力波幅值低于高速車壓力波幅值，高速車對低速車影響更大，使得交會過程中的低速車安全性降低;無風(fēng)環(huán)境下靜止交會是不等速交會工況的特例，分析結(jié)果相似。
　?、?5°、10°、30°、90°側(cè)風(fēng)環(huán)境下等速交會

4、壓力云圖表明，迎風(fēng)側(cè)壓力波幅值高于背風(fēng)側(cè)壓力波幅值，其壓力波變化趨勢與無風(fēng)等速交會壓力波動相似。
　　(3)跨座式單軌列車交會過程的氣動性能研究。對上述七種工況，采用數(shù)值模擬方法對跨座式單軌列車交會時車體受到的氣動作用力進行研究。結(jié)果表明:跨座式單軌列車在交會時，氣動作用力隨兩車縱向相對位置而變化。整個交會過程中，側(cè)向力不僅大小發(fā)生變化，方向也會時時改變，最終導(dǎo)致兩車車體由相互排斥的狀態(tài)逐步轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗷ノ臓顟B(tài)。這種變化將使得跨座