“十一五”国家科技支撑计划(GTYZ200902)
- 作品数：6 被引量：101H指数：6
- 相关作者：郗艳红毛军杨国伟高亮张念更多>>
- 相关机构：北京交通大学中国科学院力学研究所中国北车唐山轨道客车有限责任公司更多>>
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- 相关领域：交通运输工程机械工程环境科学与工程更多>>
- 横风作用下高速列车转向架非定常空气动力特性被引量：13
- 2014年
- 针对CRH型动车组的真实外形,采用分离涡数值计算方法,对横风中高速列车转向架的非定常空气动力特性进行研究。得到各个转向架气动荷载的时域特性、频域特性以及转向架周围非定常流动结构。研究结果表明,横风中高速列车转向架处流场非常紊乱,伴生出许多分离涡;转向架所受的空气动力存在非常明显的非定常性;各个转向架空气动力的功率谱密度存在明显峰值,若转向架或转向架中某些弹性体的固有频率与它们耦合,则易出现共振进而失稳的情况。本研究可以为高速列车局部减阻优化设计和提高高速列车自身的抗风性能设计提供参考。
- 郗艳红毛军高亮杨国伟
- 关键词：转向架非定常空气动力高速列车
- 高速列车侧风效应的数值模拟被引量：34
- 2010年
- 在侧风作用下，高速列车的空气动力学性能发生显著改变．基于三维定常可压缩流动的N-S方程，采用SST k-ω两方程湍流模型和有限体积法，对某型高速列车以350km／h的速度在25m／s侧风环境中运行的流场结构和气动力进行了数值模拟计算，分析了不同风向角的侧风对列车全车，以及受电弓、转向架和风挡等局部区域的作用．结果表明：在侧风作用下，列车的周围包括转向架处均产生复杂的涡流，压力分布十分复杂，转向架对流场的影响不容忽视；随着风向角（0～90°）的增大，侧向力系数及倾覆力矩系数也增大，列车倾覆及脱轨的风险性增加，且头车的倾覆力矩系数远大于中间车和尾车的倾覆力矩系数，应注重对头车的气动性能研究．
- 郗艳红毛军李明高张念马小云
- 关键词：高速列车气动特性侧风数值模拟
- 强风中高速列车安全性研究被引量：10
- 2010年
- 选用某国产动车1∶1模型,对高速列车在不同的侧风速度和风向角作用下运行进行模拟计算,得到列车所受气动力变化情况,研究气动力随风向角的变化机理。模拟结果表明,该车型在不同强度和不同风向角侧风作用下,侧向力、升力和倾覆力矩均随着侧风作用的增强而显著增大,在强侧风作用下,头车所受侧向力及倾覆力矩最大,较易发生倾覆事故;而尾车所受侧向力及倾覆力矩最小,相对安全。随风速和风向角的增大,受电弓和转向架对倾覆力矩的贡献均增大,在模拟时不可忽略;在风向角大于5°小于90°的范围内,列车各个部位的气动力与风向角呈3次方关系递增。
- 郗艳红毛军副张念
- 关键词：侧风高速列车气动力数值模拟稳定性
- 侧风风场特征对高速列车气动性能作用的研究被引量：44
- 2011年
- 侧风风场特征,如均匀风和大气底层边界速度型对高速列车在侧风环境下运行的安全性评估有直接影响。为了准确地评估侧风对在平原上运行的高速列车的影响,基于三维定常可压缩流动的NS方程,采用SSTk-ω两方程湍流模型和有限体积法,对时速350 km的动车组在均匀风和大气底层边界速度型风场中的流场和气动力特性分别进行了数值模拟计算和分析。结果表明:对在平原上运行的高速列车而言,作用于列车的气动升力、侧向力及倾覆力矩均随侧风风向角的增大而迅速增大;当风场为大气底层边界速度型时,列车顶部与底部及两个侧面的压力差小于风场为均匀风时的压力差,侧向力及倾覆力矩均小于风场为均匀风时的力及力矩,升力则随侧风风向角的增加具有不确定性。采用均匀风场评估高速列车在平原侧风环境中运行的安全性,会高估侧风对列车运行安全影响的风险,使得过低地限制列车的安全行驶速度,从而影响列车的正常运行效率。建议采用大气底层边界速度型风场进行评估。
- 毛军郗艳红杨国伟
- 关键词：高速列车数值模拟气动特性
- 基于分离涡方法的高速列车横风非定常气动特性被引量：13
- 2015年
- 采用分离涡方法模拟恒定风场中高速列车绕流的非定常流动,在时域和频域内分析车辆气动特性的瞬态性质。结果表明：在恒定来流中,列车的背风侧和尾车的尾迹区存在着强度不同、空间几何尺度各异并随时间随机变化和脉动的分离涡;各节车辆的非定常气动荷载的时均值与按整场定常流动计算得到的结果基本一致,但瞬态荷载峰值却比时均值高出较多;振幅频谱和功率谱密度的最大峰值所对应的频率不尽相同,但都集中在0~4 Hz内,处于某些列车部件的固有频率范围内。头车的横向力和倾覆力矩的分布频率范围较大,与车体自身频率耦合的范围较宽,横风气动安全性较差。
- 郗艳红毛军高亮杨国伟
- 关键词：高速列车功率谱密度
- 横风作用下高速列车气动阻力被引量：8
- 2014年
- 采用真实的列车模型对横风作用下气动阻力进行数值模拟,对不同列车速度、不同横风风速及横风风向角下列车阻力的变化规律、列车各部件的阻力构成及分布进行研究,并利用量纲分析?定理,提出列车的阻力系数与风速、风向角及车速之间的综合表达式。研究结果表明:阻力系数与风速、风向角和列车车速分别呈三次函数关系;压差阻力为总阻力的主要部分,其所占比例为75%?85%,远大于黏性摩擦阻力所占比例。
- 毛军郗艳红高亮杨国伟
- 关键词：高速列车风向角气动阻力数值模拟
