橫風(fēng)作用下高速列車(chē)氣動(dòng)特性及其運(yùn)行安全性能研究.pdf_第1頁(yè)
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1、隨著高速列車(chē)的運(yùn)行速度不斷提高,由于速度的提高和車(chē)身的輕量化所帶來(lái)的空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題也越來(lái)越顯著,其中橫風(fēng)下高速列車(chē)的運(yùn)行安全性問(wèn)題就是眾多空氣動(dòng)力學(xué)問(wèn)題中比較顯著的一個(gè)問(wèn)題。本文針對(duì)該問(wèn)題,利用計(jì)算流體力學(xué)和多體動(dòng)力學(xué)理論,對(duì)高速列車(chē)在橫風(fēng)下不同路況(平地、路堤和橋梁)上運(yùn)行時(shí)的安全性問(wèn)題進(jìn)行研究。
  本研究主要內(nèi)容包括:⑴基于三維、定常、不可壓縮Navier-Stokes方程和κ-ε兩方程模型,研究了高速列車(chē)在不同的路況(平地

2、、路堤和橋梁)上運(yùn)行時(shí),車(chē)速、風(fēng)速對(duì)高速列車(chē)各節(jié)車(chē)氣動(dòng)載荷的影響。然后應(yīng)用逐步回歸方法,得到了以車(chē)速和風(fēng)速為自變量,頭車(chē)所受的氣動(dòng)載荷為因變量的二元二次多項(xiàng)式回歸方程。根據(jù)回歸方程,可以預(yù)測(cè)某一風(fēng)速和車(chē)速下,頭車(chē)所受的氣動(dòng)載荷。⑵建立了高速列車(chē)的動(dòng)力學(xué)模型,分析了高速列車(chē)在橫風(fēng)下運(yùn)行的安全性能。然后應(yīng)用逐步回歸方法,得到了以車(chē)速和風(fēng)速為自變量,頭車(chē)運(yùn)行安全性指標(biāo)為因變量的二元二次多項(xiàng)式回歸方程。根據(jù)回歸方程,可以預(yù)測(cè)某一風(fēng)速和車(chē)速下頭車(chē)

3、運(yùn)行安全性指標(biāo)的大小,以此可以評(píng)估在這一風(fēng)速和車(chē)速下頭車(chē)的運(yùn)行安全性能。最后根據(jù)相關(guān)規(guī)范,將相關(guān)規(guī)范里安全性指標(biāo)的限定值代入到回歸方程中,可以得到風(fēng)速和車(chē)速的關(guān)系曲線,由關(guān)系曲線可以得到指定風(fēng)速下,列車(chē)的最大允許車(chē)速,即列車(chē)的安全運(yùn)行速度域。⑶建立了橫風(fēng)下高速列車(chē)通過(guò)曲線時(shí)的空氣動(dòng)力學(xué)模型,研究了橫風(fēng)下不同路況(平地、路堤和橋梁)上,高速列車(chē)通過(guò)曲線軌道時(shí)的氣動(dòng)特性和運(yùn)行安全性能,并比較了不同風(fēng)向(曲線軌道內(nèi)側(cè)吹風(fēng)、曲線軌道外側(cè)吹風(fēng))下

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