高温高风沙环境下高速列车运行安全性研究

发布时间：2017-09-29 22:02

  本文关键词：高温高风沙环境下高速列车运行安全性研究

  更多相关文章： 高速列车 风沙 车辆动力学 安全性

【摘要】：高速列车在线路上运行时,会跨越多种气候特征,尤其是列车在沙漠环境中行驶时,会面临高温、高风沙的挑战,一方面影响着高速列车的乘坐舒适度,另一方面也对列车的行车安全性造成极大危害。所以,对列车在高温高风沙环境下的运行安全性进行研究是很有必要的。本文采用数值计算方法,基于计算流体力学理论和车辆系统动力学理论,分别建立了高速列车在高温高风沙环境下的空气动力学模型、设备舱传热计算模型、多体系统动力学模型,在此基础上,研究了高速列车在风沙环境下的运行安全性,并得到如下结论：1.风沙环境下：头车的正压区域变大,尾车的正压区域变小,沙尘对头车的冲击最为严重；在0°风向角下,高速列车的总阻力增大6%左右；在90。风向角下,高速列车的头车与中间车的阻力变大,尾车的阻力变小,头车、中间车、尾车的侧力均增大。2.高速列车在横风有沙的条件下交会时：处于背风侧的列车交会侧各测点的压力波最大正压值变大；处于迎风侧的列车交会侧各测点的压力波动基本不受沙尘影响；列车的头车的气动阻力增大,中间车的气动阻力不变,各交会列车的气动侧力均增大。3.计算得到了高速列车在横风有沙与无沙不同工况下的运行安全域,表明列车在有沙尘的情况下行驶时更加危险。4.设备舱内温度场分布计算结果表明：沙尘对于设备舱内流体的传热影响不大；牵引电机风机、冷却单元风机以及冷凝器风机的流量不随外界温度的变化而变化。本文的研究结论对高速列车在高温高风沙环境下的安全运行有一定的参考价值。
【关键词】：高速列车 风沙 车辆动力学 安全性
【学位授予单位】：西南交通大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U298.1
【目录】：

• 摘要6-7
• Abstract7-11
• 第1章 绪论11-18
• 1.1 研究背景11-12
• 1.2 研究意义12
• 1.3 国内外研究现状12-17
• 1.3.1 高速列车单相空气动力学研究现状12-15
• 1.3.2 高速列车多相流研究现状15-16
• 1.3.3 高速列车设备舱温度场研究现状16-17
• 1.4 本文的主要研究内容与研究方法17-18
• 第2章 基本理论18-27
• 2.1 列车空气动力学基本理论18-23
• 2.1.1 单向流控制方程18-19
• 2.1.2 湍流模型19-22
• 2.1.3 多相流控制方程22-23
• 2.2 列车多体系统动力学基本理论23-27
• 2.2.1 多体动力学方程24
• 2.2.2 高速列车多体系统动力学模型24-25
• 2.2.3 轨道不平顺25-27
• 第3章 0°风向角下高速列车气动性能研究27-35
• 3.1 风速与沙尘浓度的关系27-28
• 3.2 计算区域与网格划分28-29
• 3.3 高速列车附近流场分布规律29-32
• 3.4 高速列车气动载荷特性研究32-33
• 3.5 小结33-35
• 第4章 风沙环境下高速列车会车气动性能分析35-43
• 4.1 计算区域与网格划分35-36
• 4.2 高速列车表面压力波分析36-38
• 4.3 高速列车气动力特性研究38-41
• 4.4 小结41-43
• 第5章 风沙环境下高速列车运行安全域计算43-58
• 5.1 横风环境下高速列车空气动力学性能43-53
• 5.1.1 计算区域与网格划分43
• 5.1.2 高速列车附近流场分布规律43-51
• 5.1.3 高速列车气动载荷特性研究51-53
• 5.2 高速列车安全性指标分析53-56
• 5.2.1 脱轨系数53-54
• 5.2.2 轮重减载率54
• 5.2.3 轮轴横向力54-55
• 5.2.4 轮轨垂向力55
• 5.2.5 倾覆系数55-56
• 5.3 高速列车在横风下的运行安全性分析56
• 5.4 高速列车在横风下的运行安全域56-58
• 第6章 高速列车设备舱温度场分析58-70
• 6.1 计算区域与网格划分58-62
• 6.1.1 计算几何模型58-60
• 6.1.2 计算区域60-61
• 6.1.3 网格划分61-62
• 6.2 计算边界条件的设置62-63
• 6.2.1 风沙环境下设备舱传热计算模型的验证62
• 6.2.2 边界条件设置62-63
• 6.3 计算结果与分析63-68
• 6.3.1 一车设备舱传热计算结果63-65
• 6.3.2 二车设备舱传热计算结果65-67
• 6.3.3 三车设备舱传热计算结果67-68
• 6.4 小结68-70
• 总结与展望70-72
• 致谢72-73
• 参考文献73-78
• 攻读硕士期间发表的文献以及科研成果78

【相似文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 王泽华;复合材料在高速列车上的应用[J];机械工程材料;2001年10期

2 包志宇;发生在高速列车上的一次火灾[J];北方消防;2003年05期

3 邱桂杰;杨洪忠;高国强;陈淳;薛忠民;;高速列车用复合材料国内外现状与趋势[J];高科技纤维与应用;2005年06期

4 罗晰e，

本文编号：944445