横风下路堤高度对高速列车气动特性影响
2021-06-24苗秀娟黄瑞鹏何侃祝百年孔繁冰
铁道科学与工程学报 2021年5期
关键词:模型
苗秀娟,黄瑞鹏,何侃,祝百年,孔繁冰
(1.长沙理工大学 汽车与机械工程学院,湖南 长沙 410076;2.中南大学 轨道交通安全教育部重点实验室,湖南 长沙 410075;3.中车唐山机车车辆有限公司技术研究中心,河北 唐山 064000)
近年来,有关铁路方面的发展主要集中在研究高速、节能、舒适以及提高定员数量等方面,目前列车朝着更高速度、更轻重量飞速发展[1]。然而,在列车高速、轻量化的同时,列车侧风稳定性却遭到了严重的威胁。现有研究表明[2−4]:在强侧风下车辆的动力学性能均会受到较大的影响,在列车运行速度较高时,即使速度较小的横风也有可能会对车体产生巨大的侧向力,甚至会造成严重的行车事故。目前,我国高铁线路大部分是采用高架的形式,因此很多学者研究了高速列车在桥梁上运行时的气动性能[5−8]。随着我国“铁路走出去”战略的实施,必定会遇到越来越多的高速列车在平地上或路堤上运行的情况。实际上,路堤上高速列车的气动载荷可能更大。尤其是在强横风作用下,当列车在路堤上运行时,由于受到路堤的阻滞而对气流产生加速效应,使得空气在路堤上方流速加快,作用在列车上的气动力加强,列车倾覆的可能性大大增加[9−11]。因此有必要研究高速列车在路堤上的气动性能,并研究路堤对气动性能的影响。为了减少事故的发生,已有文献研究了横风下一些参数对列车气动性能影响,包括路堤边坡斜率[12]、路堤高度[13]以及横风风速[14]等。然而,上述研究主要采用雷诺时均方法,虽能从时均化流场中得到具有指导性意义的气动力等参数,但事实上,在强横风下,气流在路堤的迎风侧会形成加速效应。……
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