突变风作用下路堤对列车气动性能的影响
发布时间：2021-11-28 05:33
突变风作用下列车通过路堤时,高速列车车体周围的流场会较平地发生较大变化,此时列车要比平地运行时更容易发生脱轨事故。自然条件下的风速是随时间推移产生变化,呈现出波动状态,会产生速度极大值与极小值,列车在路堤运行时,路堤会对周围流场进行压缩,使得突变风在列车周围产生的流场更为复杂。二者共同作用下,列车周围的气动特性就会随之发生改变。本文建立了突变风环境下高速列车在路堤运行的三维仿真模型。首先,对列车在稳态横风作用下路堤和列车周围流场进行了研究,分析了列车车身的压力分布。探讨了横风作用下列车在不同类型、高度、路堤倾角和列车在复线路堤上风线及下风线运行时其气动性能受到的影响,分析了主要影响因素。最终,对列车不同类型的路堤运行下施加了突变风载荷,并基于UFD对突变风的随机函数进行了模拟,研究了列车在突变风作用下气动载荷随时间变化的趋势。针对列车气动性能受到主要影响因素,开展了突变风作用下对列车气动性能的影响。结果表明,当路堤高度在0-15m高度变化区间内,头车侧滚力增长幅度明显,头车的侧向力较平地运行时的侧向力增加了 53.4%。而头车的侧滚力距增幅为22.1%,中间车和尾车气动参数变化较小。当...
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
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【参考文献】：
期刊论文
[1]高速铁路路堤-路堑过渡段复杂风场和列车气动效应风洞试验研究[J]. 张景钰,张明金,李永乐,房忱,向活跃. 工程力学. 2019(01)
[2]横风作用下移动车辆脉动风速谱[J]. 胡朋,林伟,阳德高,韩艳,晏聪. 中国公路学报. 2018(07)
[3]风-列车-桥系统耦合振动研究综述[J]. 李永乐,向活跃,强士中. 中国公路学报. 2018(07)
[4]横向紊流风作用下桁架梁上列车气动特性的试验研究[J]. 段青松,马存明,陈克坚,李志国. 中国铁道科学. 2018(04)
[5]城际列车气动阻力组成分析及减阻研究[J]. 左雄,罗意平,刘冬雪. 铁道科学与工程学报. 2018(03)
[6]典型路基结构对高速列车横风气动特性影响分析[J]. 张业,孙振旭,姚永芳,刘雯,杨国伟,郭迪龙. 机械工程学报. 2018(04)
[7]复杂地形地质条件岩土工程勘察实践与探索[J]. 崔旭. 城市建设理论研究(电子版). 2017(21)
[8]高速列车不同路况横向气动性能仿真研究[J]. 龙苏琴. 机电一体化. 2017(04)
[9]列车通过引起轨侧脉动压力波的数值模拟[J]. 李田,张继业,张卫华. 机械工程学报. 2017(08)
[10]铁路(高铁)横风监测预报技术方法初探[J]. 冯蕾,陈仲榆,郝淑会,郜婧婧,陈辉,吴昊. 气象科技进展. 2017(01)
博士论文
[1]侧向风作用下风载突变效应对列车运行性能的影响研究[D]. 吴梦雪.西南交通大学 2015
[2]考虑空气动力效应时高速列车运行安全平稳性研究[D]. 杨吉忠.西南交通大学 2010
[3]强侧风作用下列车运行安全性研究[D]. 高广军.中南大学 2008
[4]桥梁风效应的数值方法及应用[D]. 祝志文.中南大学 2002
硕士论文
[1]桥梁与其它类型线路过渡段车辆气动特性及优化措施[D]. 彭栋.西南交通大学 2017
[2]不同线路类型对车辆横风荷载及行车安全性的影响研究[D]. 宋莎嘉.西南交通大学 2017
[3]侧风作用下的高速列车空气动力学研究[D]. 成楠.西南交通大学 2017
[4]三维细长体的绕流特性数值模拟研究[D]. 李平.哈尔滨工程大学 2017
[5]大风下高速列车进出防风明洞及隧道口的气动特性数值模拟研究[D]. 孙建成.兰州交通大学 2015
[6]基于数值模拟的下击暴流风荷载特性研究[D]. 席保锋.重庆大学 2014
[7]微尺度下流体传递及反应过程研究[D]. 田小花.北京化工大学 2013
[8]气动载荷下高速列车动力学性能及参数优化研究[D]. 翟建平.西南交通大学 2013
[9]红外热像图与变电设备内部缺陷关系研究[D]. 杨青.华北电力大学 2013
[10]侧风下高速列车气动特性及运行安全性分析[D]. 贾晔松.北京交通大学 2013
本文编号：3523806
【文章来源】：大连交通大学辽宁省
【文章页数】：77 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
图２．２ＣＲＨ３．一．维模型尺、Ｊ■图（单位：ｍ）??Ｆｉｇ．２．２?ＣＲＨ３?２Ｄ?Ｍｏｄｅｌ?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ?Ｄｉａｇｒａｍ?（Ｕｎｉｔ：?ｍ）??如图２．２所示，列车头车、中间车、尾车尺寸分别为２５．６、２４．８３、２５．６６?（单位：ｍ），列车高度??为?２．８９，宽度为?３．８９ｍ［３３］
?大连交通大学全曰制专业硕士学位论文???图２．１?：午体简化模塑??Ｆｉｇ．?２．１?Ｈｉｇｈ－ｓｐｅｅｄ?ｍｏｄｅｌ??ｒ＂＂??＂Ｓ?ｒ￣＾］??－?？ｄ?Ｓ２＿＿??＾?＾?）??＊?＾－８１??＿?２５．８６?２４．８３?２５．８６??图２．２ＣＲＨ３．一．维模型尺、Ｊ■图（单位：ｍ）??Ｆｉｇ．２．２?ＣＲＨ３?２Ｄ?Ｍｏｄｅｌ?Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎ?Ｄｉａｇｒａｍ?（Ｕｎｉｔ：?ｍ）??如图２．２所示，列车头车、中间车、尾车尺寸分别为２５．６、２４．８３、２５．６６?（单位：ｍ），列车高度??为?２．８９，宽度为?３．８９ｍ［３３］。??２．３．２路堤的几何模型建立??水平面?／列车?轨道??＇囬?／?／?路堤护道??路堤迎风侧＼?＾?路堤背风侧??麵?＼?＼?Ｍ——乙Ｘ?Ｚ?／?地面??＼?／??路堤倾角路堤斜坡与垂线夹角??图２．３路堤模型示意图??１０??
?第二章突变风环境下高速列车的气动仿真模型???速度入卩２??Ｈ?Ｃ?）?＝力??ｇ?入????出??□?Ｑ??１?？?１??＜〇??压力出口?２????４０１????图２．４列乍计算域及边界层类型和位置（单位：ｍ）??Ｆｉｇｕｒｅ?２．?２．?ｌａｙｅｒ?ｔｙｐｅ?ａｎｄ?ｌｏｃａｔｉｏｎ?ｏｆ?Ｔｒａｉｎ?ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ?ｄｏｍａｉｎ?ａｎｄ?ｂｏｕｎｄａｒｙ?（ｕｎｉｔ：?ｍ）??２．３．５数值模拟计算域尺寸与网格??整个流场的网格划分如图２．５所视。从网格图可以看到，路堤轨道平面网格密集，??这是由于该平面和列车底部距离很近，列车底部与轨道间的狭窄距离导致了这部分流场??被压缩严重、流场复杂，而路堤其他地方流场比较平缓，网格尺寸较大。这样能够更加??精确的模拟路堤近壁面对列车的影响，增加列车气动参数的准确性，对列车和路堤细小??部分进行网格局部加密处理，这样可以把列车周围的湍流对列车的影响。??ｍｉ??图２．５计算域流场Ｍ格??Ｆｉｇｕｒｅ?２．５?Ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎａｌ?ｄｏｍａｉｎ?ｆｌｏｗ?ｇｒｉｄ??１３??
【参考文献】：
期刊论文
[1]高速铁路路堤-路堑过渡段复杂风场和列车气动效应风洞试验研究[J]. 张景钰,张明金,李永乐,房忱,向活跃. 工程力学. 2019(01)
[2]横风作用下移动车辆脉动风速谱[J]. 胡朋,林伟,阳德高,韩艳,晏聪. 中国公路学报. 2018(07)
[3]风-列车-桥系统耦合振动研究综述[J]. 李永乐,向活跃,强士中. 中国公路学报. 2018(07)
[4]横向紊流风作用下桁架梁上列车气动特性的试验研究[J]. 段青松,马存明,陈克坚,李志国. 中国铁道科学. 2018(04)
[5]城际列车气动阻力组成分析及减阻研究[J]. 左雄,罗意平,刘冬雪. 铁道科学与工程学报. 2018(03)
[6]典型路基结构对高速列车横风气动特性影响分析[J]. 张业,孙振旭,姚永芳,刘雯,杨国伟,郭迪龙. 机械工程学报. 2018(04)
[7]复杂地形地质条件岩土工程勘察实践与探索[J]. 崔旭. 城市建设理论研究(电子版). 2017(21)
[8]高速列车不同路况横向气动性能仿真研究[J]. 龙苏琴. 机电一体化. 2017(04)
[9]列车通过引起轨侧脉动压力波的数值模拟[J]. 李田,张继业,张卫华. 机械工程学报. 2017(08)
[10]铁路(高铁)横风监测预报技术方法初探[J]. 冯蕾,陈仲榆,郝淑会,郜婧婧,陈辉,吴昊. 气象科技进展. 2017(01)
博士论文
[1]侧向风作用下风载突变效应对列车运行性能的影响研究[D]. 吴梦雪.西南交通大学 2015
[2]考虑空气动力效应时高速列车运行安全平稳性研究[D]. 杨吉忠.西南交通大学 2010
[3]强侧风作用下列车运行安全性研究[D]. 高广军.中南大学 2008
[4]桥梁风效应的数值方法及应用[D]. 祝志文.中南大学 2002
硕士论文
[1]桥梁与其它类型线路过渡段车辆气动特性及优化措施[D]. 彭栋.西南交通大学 2017
[2]不同线路类型对车辆横风荷载及行车安全性的影响研究[D]. 宋莎嘉.西南交通大学 2017
[3]侧风作用下的高速列车空气动力学研究[D]. 成楠.西南交通大学 2017
[4]三维细长体的绕流特性数值模拟研究[D]. 李平.哈尔滨工程大学 2017
[5]大风下高速列车进出防风明洞及隧道口的气动特性数值模拟研究[D]. 孙建成.兰州交通大学 2015
[6]基于数值模拟的下击暴流风荷载特性研究[D]. 席保锋.重庆大学 2014
[7]微尺度下流体传递及反应过程研究[D]. 田小花.北京化工大学 2013
[8]气动载荷下高速列车动力学性能及参数优化研究[D]. 翟建平.西南交通大学 2013
[9]红外热像图与变电设备内部缺陷关系研究[D]. 杨青.华北电力大学 2013
[10]侧风下高速列车气动特性及运行安全性分析[D]. 贾晔松.北京交通大学 2013
本文编号：3523806
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