平地横风环境动车组非定常气动特性的试验研究

摘要：

在定常横风环境影响下,动车组在平地工况运行的稳定性、舒适性及安全性将会恶化.为了揭示其恶化的机理,开展动车组在平地工况伴随定常横风下运行的风洞试验,得到列车表面压力随时间变化的曲线后,再对列车受到的非定常气动载荷时域特性和频域特性进行分析.风洞测试结果表明:在相同风速和同一风向角下,平地动车组车体表面迎风侧1～8号测点和背风侧9～16号测点,其同侧各测点压力平均值在一定范围内波动,总体相差不大.当风向角为90°时,测点压力的幅值和最值随风速的增大而增大,其平均值与风洞来流风速的二次方成正比,即非定常气动压力振动剧烈,波动幅度明显增大.当合成风风速为60 m/s时,测点气动压力的平均值、最小值和最大值随风向角增大呈现先增大后减小的趋势,呈现正弦函数变化规律;当风向角增加到75°时,出现拐点,即最值点;车体表面两侧测点的幅值随风速的增大而增大,即非定常气动压力振动剧烈,振动幅度明显增大.而横风风速和风向角对非定常气动载荷的主振动频率带的影响不大;车体中部两侧测点的频率峰值均集中在0～18 Hz范围内,主振动频率均集中在0～4 Hz区间内,还明显存在频率为4～6 Hz,6～8 Hz和10～14 Hz的3个频域带.研究结论可为高速动车组、城际动车组的车体设计提供理论依据和数据参考.

关键词：横风环境、动车组、非定常气动特性、试验研究、车体设计

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分类号：U270.1(车辆工程)

资助基金：广东省基础与应用基础研究基金联合基金青年基金资助项目2019A1515111052

在线出版日期：2023-04-12（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共10页

页码：802-811