杜礼明，倪守隆

(大连交通大学 交通运输工程学院，辽宁 大连 116028)*



降雨环境下大气底层边界型风场对高速列车气动特性影响

杜礼明，倪守隆

(大连交通大学 交通运输工程学院，辽宁 大连 116028)*

采用大气底层边界速度型风场模拟自然风和Marshall-Palmer雨滴谱模型，应用离散相模型研究了风雨联合作用环境下列车运行时气动特性的变化情况.结果表明：雨滴颗粒的加入扰乱了列车周围气流的正常流动，减轻了列车背风侧气流漩涡的脱落，列车迎风侧和背风侧的压力差减小；降雨强度对列车气动特性影响不大，从20 mm/h增大到100 mm/h，受影响最大的横向力仅增大了9.11%；风雨耦合环境下列车的运行速度对气动阻力影响较明显，列车时速从200 km/h到400 km/h，阻力增大了102%；随着车速增大，车辆所受横向力与升力的变化规律与车辆在列车中的位置相关，头车所受到横向力明显增大，而尾车的横向力则呈减小趋势，而所受升力正好相反，头车呈减小趋势，尾车则明显升高.

高速列车；大气底层边界速度型风场；风雨联合作用；离散相模型；气动特性

0　引言

风雨联合环境下运行的列车除受到空气的作用外,还受到雨滴的撞击作用, 降雨改变了列车周围流场的物质构成，使得列车的运行安全问题更加突出.风和雨往往是伴随而生的，形成了风雨联合作用效应[1]，这将会对高速列车的空气动力学性能产生影响.世界各国都有发生由横风作用而导致的列车失稳和倾覆的事故，再加上降雨的作用，列车在风雨联合作用下的运行状况将会更加复杂.