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2022挡风墙的疏透度对列车运行安全的影响研究

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  摘 要:随着列车速度的不断提高,列车与空气之间的相互作用变得更加强烈。强侧风对高速列车所产生的强大的气动力将影响列车的安全运行,对于高速列车在强风用作下的气动力特性的研究变得越来越重要。本文借助大型流体计算软件FLUENT,对侧风作用下高速列车的气动特性和外部流场进行了数值分析研究。通过对模拟计算结果的理论分析,本文阐述了列车表面压力在风场中分布的原理,得到了强风作用时,侧向力、侧倾力矩、侧偏力矩等重要参数的变化规律。而且在来风一侧增建挡风墙,并得到各种疏透度挡风墙防护下的列车气动力性能,以及列车重要参数随挡风墙疏透度的变化规律。并通过优化分析提出了对列车防护效果最好的挡风墙方案。本文对高速列车防风安全工程提供了新的思路,为挡风墙的优化设计提供了理论依据,具有较大的应用价值。

  关键词:高速列车;安全性;侧风;数值模拟;侧倾力矩;挡风墙;疏透度

  近年来,因侧向风导致的行车安全事故在世界各国时有发生,给人民生命财产造成严重威胁。仅在中国的新疆地区就曾经发生过大风吹翻列车13 次,总计翻车79 辆的风环境事故。在大风段铁路迎风侧修建挡风墙对列车安全运行有很好的防护效果。本文中借助计算流体软件FLUENT 作为研究工具,针对不同疏透度的挡风墙结构,对侧风环境中高速列车在有挡风墙保护下的空气动力特性进行研究。希望能通过对问题进行的模拟研究,为高速列车处于特殊环境下安全运行提供依据,为改造高速列车的挡风墙积累数据,并为相关科研问题的试验研究指引方向。

  1 物理模型及计算方法

  1.1 列车动力学模型

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2022挡风墙的疏透度对列车运行安全的影响研究

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