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不同类型风沙环境下高速列车气动特性分析

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为研究风沙耦合作用对高速列车运行状态的影响,基于流体动力学理论建立高速列车空气动力学模型.采用三维、定常、不可压雷诺时均Navier-Stokes方程和标准κ-ε两方程湍流控制模型,模拟计算列车在平地、路堤和桥梁上行驶时的气动特性.沙粒采用欧拉-拉格朗日方法进行离散化处理,气流为连续化处理,这种处理方式与风沙自然状态非常吻合.研究结果表明:高速列车在有沙环境下的表面压力远大于无沙环境;列车头车受到的气动阻力最大,且沙粒对头车阻力的影响极为显著,较无沙环境头车阻力增加了(10～12)％;头车受到的倾覆力矩最大,尾车受到的倾覆力矩最小,方向与头车的受力相反;桥梁路况最大正压区相对较大,且列车两侧压力差最大,桥梁迎风侧凹槽处产生漩涡,背风侧产生双回流现象,致使气动性能最差.
Analysis of Aerodynamic Characteristics of High-Speed Trains in Different Types of Sandy Environment

李文涛、金阿芳、李虎、刘芳

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新疆大学机械工程学院,新疆 乌鲁木齐 830047

风沙环境 高速列车 空气动力学 气动特性 欧拉-拉格朗日方法

国家自然科学基金国家自然科学基金

1166201951968069

2022

机械设计与制造
辽宁省机械研究院

机械设计与制造

CSTPCD北大核心
影响因子：0.511
ISSN：1001-3997
年,卷(期)：2022.376(6)
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