交会列车横向稳定性研究

2016-05-04董亚男

郑州铁路职业技术学院学报 2016年1期

关键词：高速列车

董亚男

(辽宁铁道职业技术学院，辽宁锦州　121000)

交会列车横向稳定性研究

董亚男

(辽宁铁道职业技术学院，辽宁锦州121000)

摘要：高速列车在运行时，车体与空气之间会发生强烈的相互作用，使车体附近绕流改变，对列车产生气动力作用。列车会车过程中，车体周围绕流改变更为明显，其横向稳定性受到影响。借助CFdesign软件的动网格技术，模拟高速列车动态交会过程，定量分析会车过程对列车横向稳定性的影响，确定会车过程中列车的最危险时刻。

关键词：会车；高速列车；横向稳定性；数值模拟

交会时的高速列车，其外部绕流改变更为明显，列车横向稳定性受到影响。国际上广泛采用风洞试验和仿真计算研究列车的横向稳定性问题。本文借助CFdesign软件的动网格技术，模拟列车动态交会过程，定量分析会车过程对列车横向稳定性的影响，确定会车过程中列车的最危险时刻。

1计算模型

模拟计算中物理模型以高速动车组CRH2为原型，将列车长度缩短至76 m，包含头车、中间车和尾车3节，整车简化为连续刚体，表面光滑。数学模型是由连续性方程、动量方程、k-ε方程、绝热方程和气体状态方程等构成的封闭方程组。

2气动力定义

对列车所受气动力和力矩进行如图1的定义，包括反映列车横向稳定性的侧向力Fy、侧倾力矩Mx和侧偏力矩Mz，以及列车所受阻力Fx、升浮力Fz和仰俯力矩My。