基于計(jì)算流體力學(xué)有砟道床飛砟力學(xué)特性研究.pdf

1、鐵路是國家重要的基礎(chǔ)設(shè)施和環(huán)保高效的交通工具，在綜合交通體系中占有重要地位，對(duì)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的全面、協(xié)調(diào)、可持續(xù)發(fā)展起著重要的促進(jìn)作用。列車行車速度是衡量一個(gè)國家鐵路現(xiàn)代化程度的重要標(biāo)志，高速鐵路因具備快速、安全、舒適、環(huán)保等優(yōu)勢(shì)，已成為軌道交通發(fā)展的趨勢(shì)。
　　隨著列車運(yùn)行速度的不斷提高，列車空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)凸顯，導(dǎo)致了列車空氣阻力急劇增大，能耗急劇增加及有砟道床表層飛砟等一系列空氣動(dòng)力學(xué)問題。飛砟不僅對(duì)列車、軌道結(jié)構(gòu)和周圍環(huán)境構(gòu)成損

2、傷和危害，同時(shí)還危及行車安全，嚴(yán)重制約著高速鐵路的發(fā)展。針對(duì)飛砟現(xiàn)象，國內(nèi)外研究人員主要以實(shí)驗(yàn)和數(shù)值分析為研究手段對(duì)列車風(fēng)速、風(fēng)壓以及道砟散粒體、列車線性、道床結(jié)構(gòu)形式空氣動(dòng)力學(xué)特性展開了研究。本文主要通過研究道砟顆粒和道床結(jié)構(gòu)空氣動(dòng)力學(xué)特性來分析飛砟現(xiàn)象:針對(duì)散體道砟顆?？諝鈩?dòng)力學(xué)特性，通過風(fēng)洞試驗(yàn)研究單體道砟顆粒移動(dòng)臨界條件以及道砟顆粒質(zhì)量參數(shù)對(duì)臨界條件的影響，并進(jìn)行風(fēng)洞試驗(yàn)數(shù)值分析;針對(duì)道床結(jié)構(gòu)整體空氣動(dòng)力學(xué)特性，根據(jù)連續(xù)介質(zhì)流體

3、力學(xué)原理，基于計(jì)算流體力學(xué)(CFD)對(duì)高速鐵路有砟道床斷面砟肩高度和砟肩形式進(jìn)行空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化比選。在Ⅲ型軌枕基礎(chǔ)上進(jìn)行軌枕幾何形狀空氣動(dòng)力學(xué)優(yōu)化設(shè)計(jì)，并從軌枕槽高度、軌枕間距等因素對(duì)比分析了Ⅲ型軌枕和優(yōu)化軌枕道床表面空氣動(dòng)力學(xué)特性。
　　研究發(fā)現(xiàn)單體道砟顆粒形狀、質(zhì)量對(duì)飛砟有重要影響，質(zhì)量小于1009的立體、半立體道砟顆粒易移動(dòng)，試驗(yàn)臺(tái)上風(fēng)速在18m/s～25m/s范圍內(nèi)多數(shù)道砟顆粒開始移動(dòng);相同砟肩高度的平肩砟肩頂部風(fēng)壓比尖肩