高速列车设备舱气流环境研究

发布时间：2021-09-30 23:50

　　高速列车运行的部分关键设备吊挂安装于设备舱内,设备在运转时要求设备舱内有较为良好的运行环境。而在不同的运行环境下,设备舱内形成的气流环境各有差异。本文运用流体仿真软件Fluent,对在明线无横风（200-350km/h）、明线横风（10-15m/s）及设备舱内设置风机运行环境下的高速列车进行数值仿真,针对设备舱气流环境出现的问题,对优化模型进行不同运行环境下的数值仿真,比较优化前后结果,说明数值仿真法的可行性。本论文主要研究工作和结论如下:首先分析众多学者在高速列车设备舱气流环境问题中的研究思路,了解其所采取的研究方法可行性。我国航天航空事业、汽车工业和高速列车工业常采用数值仿真法作为课题的前置研究,配合动模型试验法解决了众多空气动力学问题。数值仿真法经历多年的发展与完善,其仿真结果与实际试验结果趋向一致。从研究条件出发,本文将采用数值仿真法开展高速列车设备舱气流环境的研究。其次围绕研究内容,建立高速列车设备舱计算模型。考虑到计算速度与计算精度之间的平衡,利用进行网格无关性验证总结出合理的网格方案与适用于研究内容的求解设置方案。然后对高速列车在各工况下进行较为详细的数值仿真。不同工况下... 

【文章来源】：西南交通大学四川省 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

国家中长期铁路网规划调整方案示意图

谩?2.1.4控制方程的离散化在工程中常采用数值迭代法求解非线性偏微分方程。在迭代前，需要对流场进行离散化处理，即将一个完整连续的区域划分成一个个相连的小区域。目前常用的几种数值离散方法是：有限差分法、有限体积法和有限元法。有限差分法是对于微分形式的方程进行离散求解，而有限体积法是对积分形式的方程进行离散求解[61]。（1）有限差分法（FiniteDifferenceMethod，FDM）有限差分方法是将一个连续的区域采用网格进行离散，然后利用网格交点值来代替连续的求解区域，从而实现连续区域近似求解的一种方法。如图2-3所示。图2-3离散网格点示意图

西南交通大学研究生毕业论文第13页图2-4内节点法生成的网格有限体积法结合了有限元法和有限差分的优点，使得有限体积法中每个离散方程都具有清晰的物理含义而且有限体积法是从守恒形式的积分方程进行离散的，从而离散方程对任意体积都具有守恒性。2.2本章小结计算流体力学是近现代发展起来的流体力学的分支，国内外学者们在计算流体力学上进行了大量的研究。在计算流体力学发展初期，其主要应用于航天航空事业，随着高速列车的研发与应用，在高速列车空气动力学研究方面起到了重要的作用。本章主要介绍了计算流体力学的基础理论，阐述了流体力学控制方程表达方法，并总结了有限差分法以及有限体积法的基本原理。


本文编号：3416862