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350km/h高速动车组空气动力学仿真研究

作　者: 何德华
导　师: 黄成荣；陈厚嫦
学　校: 中国铁道科学研究院
专　业: 机械设计及理论
关键词: 高速动车组空气动力学实车试验仿真计算压力波
分类号: U266
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

随着铁路运输高速化,与速度紧密相关的空气动力学现象日渐引起人们关注,各国在推进铁路高速化的过程中,都将空气动力学问题作为关键内容之一进行研究。本文依托联调联试和科学试验的试验数据,根据压力波在隧道内的传播和叠加规律,对隧道压力波中的最大负压出现位置和临界隧道长度问题,进行了理论和试验研究,提出了其理论计算方法,并用实车试验数据进行了验证。本文使用大型商业流体软件Star-ccm+,就CRH3C型动车组数学模型的明线运行工况,完成了动车组外部流场分布和气动阻力等的仿真研究。此外,还使用网格划分工具ICEM和通用流体软件FLUENT的动网格技术,建立了动车组明线交会、隧道通过和隧道交会的数学模型,并对这几种工况的压力波问题及流场进行了三维仿真研究。明线流场仿真得到了三辆车编组的动车组外部流场特征和阻力大小分布。明线交会仿真结果表明:交会侧的压力波幅值远大于非交会侧,交会压力波的最大值、最小值和变化幅值在等截面上随着动车组的纵向均匀分布,并随着速度的提高而增大,随着线间距的增加而减小。隧道通过仿真得到了车体表面压力变化幅值随动车组纵向的分布规律及其流场,隧道内交会仿真得到了车体表面的压力变化及流场。本文提出的最大负压出现位置和临界隧道长度快速计算方法可为隧道设计参数的确定和试验隧道的选取提供依据。在仿真方面的初步工作为高速动车组空气动力学的研究提供了另一种手段。

350km/h高速动车组空气动力学仿真研究

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