摘要：基于CFD三维数值模拟软件,应用时速350公里8编组某型全尺寸高速列车气动模型,研究了轨道及其主要构件对于列车及转向架、受电弓、风挡、不同车厢的气动阻力的影响特性。结果表明:无轨无枕模型与有轨有枕模型比较,前者使整车的压差阻力和摩擦阻力增大,压差阻力增幅约20.9%;幅值增大主要集中在接近车头、车尾的车厢,其中对第2节车的压差阻力影响最大,增幅约110%。轨道制约了轮对尾部涡旋产生和轨面摩擦分别是压差阻力和摩擦阻力减小的主要原因。轨道对于列车部件的影响与空间位置有关,距离轨道越近影响越大,距离轨道越远影响越小。轨道使转向架的压差阻力和摩擦阻力均减小,影响主要集中在头车和第2节车转向架,其中对第2节车的转向架压差阻力影响最大。轨道对风挡和受电弓的气动阻力没有影响。研究表明:轨道对于列车气动阻力的影响是明显的。研究结果能为数值模拟的结果校核和列车减阻优化设计、安全运行提供对比参考。

摘要：采用三维、非定常、可压缩RANS方程和k-ωSST湍流模型及重叠网格技术的数值仿真方法,对我国600 km/h高速磁浮列车明线交会横向气动性能进行研究。展示了明线交会过程中列车表面的压力变化特性,揭示了列车侧向气动力、偏航力矩和侧滚力矩的变化规律,分析了车体横向摆动和侧滚原因,研究了车速对横向气动性能的影响规律。结果表明:通过列车表面压力分布特性决定了观测列车横向气动性能的变化规律;头车横向气动性能最为恶劣,尾车的次之;交会侧压力对各节车厢的侧向力、偏航力矩和侧滚力矩变化起主导作用。侧向力峰值与车速的平方近似成正比。分析了流线段的压力分布特性,为磁浮列车局部气动优化设计提供参考。

摘要：列车高速通过隧道过程中诱发了隧道内剧烈的压力波动,同时也引发了乘务人员和旅客的耳部不适感,由此产生了高速列车车内压力舒适性环境的问题。本文采用线路实车试验方法,获得了特定线路下350 km/h中国标准动车组通过隧道时车内外压力变化特征。以车内每1 s、3 s、10 s和60 s内最大压力变化量作为描述压力舒适性环境的参数变量,对其时间历程特征进行研究,开展了线路坡度、隧道长度、列车速度和“隧道群”对车内压力舒适性环境影响特征分析,并探讨了整车气密效率与车内人员耳部不适性的关系。研究结果为进一步认识高速列车压力舒适性环境及其设计与控制方法的研究提供了较好基础。

摘要：随着列车速度的提升,空气动力学效应对车体压力载荷影响愈加严重,且列车隧道交会比单列车通过隧道时的空气动力学效应更加剧烈。为研究磁浮列车隧道交会时的车体压力载荷,采用一维可压缩非定常不等熵流动模型,在论证了研究方法正确性的基础上,分析了车体最大正负压值特征和车体压力最值(最大正负压值和最大压力峰峰值)分布特性,研究了隧道长度、列车速度和阻塞比对车体压力载荷的影响特性。研究结果表明:列车在通过隧道的过程中,车体所承受的最大负压值远大于最大正压值;只有当隧道长度超过一定值时,车体的最大正负压值出现在头尾车;头尾车的压力最值在隧道长度超过2 km以后保持定值,且不同速度下头尾车的最大正压值的定值基本重合,接近于“零”;隧道长度在一定范围内时,车体压力载荷与速度的二次方成正比;车体压力最值随阻塞比增大而增大。研究成果可为车体气动疲劳强度设计提供基础数据。

摘要：针对静态气密参数无法真实反映动车组过隧道时的气密性能问题和车内压力舒适性问题。基于一维可压缩不等熵非定常流动模型的广义黎曼变量特征线法,数值模拟车外压力;建立了高速列车通过隧道时模拟车内压力波的“当量泄漏面积”法。以京沪客运专线为背景,研究了中国某型号标准动车组的动态当量泄漏面积阈值随动车组编组长度、速度和是否交会的变化规律;给出了动车组在不同速度等级下符合不同舒适性标准时单节车厢动态当量泄漏面积建议值。研究表明:动车组的当量泄漏面积阈值的最小值随着车速的增加而减小;头/尾车和中间车最严格的当量泄漏面积建议值分别为10.3 cm^2和18.9 cm^2,为高速动车组气密性设计及优化各部件气密性能提供基础性技术参考。

摘要：通过对铁路隧道内内置开孔隔墙结构的研究,进一步揭示此种隧道设计新方法对高速列车空气动力学性能的影响。采用一维流动模型及理论对内置开孔隔墙隧道内压力波问题进行了数值模拟及分析。在对其特点进行分析的基础上,对基于一维可压缩非定常不等熵紊流流动模型建模和广义黎曼变量特征线法的预测方法进行了介绍。该方法可快速准确地预测单列车及两列车对向通过设置开孔隔墙时引起的隧道压力波。由此进一步分析了车内压力舒适度。该程序可为内置开孔隔墙隧道的横断面设计提供空气动力学方面的依据。

摘要：以时速350km货运动车组为对象,采用重叠网格的有限体积数值计算方法,研究单列带有装载门的高速货运动车组通过隧道时,装载门凹陷对车外压力波形成变化特性的影响。结果表明:装载门凹陷使车外最大正压值和最大压力峰峰值显著增大;各车厢顶部最大正压值增大50%～150%,各装载门处最大正压值增大100%～350%,各风挡处最大正压值增大50%～110%。本文结果可为高速货运动车组装载门设计提供参考。

摘要：高速列车通过隧道时所诱发的压力波不仅会使乘客耳感舒适性变差,而且会造成车辆零部件疲劳。基于计算流体力学软件中有限体积方法,本文使用重叠网格法模拟了复杂外形高速列车完全通过隧道时引起的隧道内的压力波动。描述了重叠网格法及使用该方法进行列车过隧道建模的过程。利用文献提供的数据,分别采用滑移网格法和重叠网格法建模计算,并进行对比。通过与京沪线高速列车实车试验数据的对比,结果表明:对于模拟高速列车隧道气动效应,重叠网格法不仅网格设计简单,对车体、隧道复杂外形适应性强,且计算结果具有较高的计算精度及可靠性,具有较高的工程价值,可为今后高速铁路隧道气动效应的相关研究提供参考。

摘要：基于三维数值模拟方法,模型考虑实地的地形地貌及毗邻建筑结构的影响,结合位置、风向、来流速度、线路等参数的变化,对百里风区吾普尔大桥挡风屏的遮蔽效应特性进行分析。研究表明:受到毗邻建筑的影响,挡风屏东西两侧的遮蔽效果较中段较弱;地貌结构使得挡风屏附近的涡旋结构增强。受到东侧挡风墙背风侧涡旋结构影响,使得下行线东侧的遮蔽效果明显优于上行线的遮蔽效果,速度折减系数差值约27%,而中段和西侧两线的遮蔽效果相差不大;来流速度的变化不会对挡风屏的遮蔽效果造成影响;风向角增大可以提高挡风屏的遮蔽效果。分析结果为挡风屏的抗风设计及列车的安全运行提供真实可信的参考依据。

摘要：本文根据一维、可压缩、不等熵非定常流体流动理论并利用特征线法发展了高速列车驶入隧道引起隧道内空气压力瞬变的数值模拟方法，并根据该方法初步探讨了喇叭口型隧道减缓压力波的效果。计算结果表明，该方法可作为我国高速铁路隧道设计参数选择的研究工具。隧道设置喇叭状洞口作为减缓压力波的措施是可行的。