横风下高速列车的非定常气动特性及安全性

摘要：

为研究横风下不同路况(平地、路堤、桥梁)运行时的高速列车非定常气动特性及安全性,基于空气动力学和多体系统动力学理论,建立高速列车空气动力学模型和车辆系统动力学模型.采用分离涡模拟(Detached eddy simulation,DES)方法,计算在横风下运行速度为300km/h列车的周围流场,风速为17.1 m/s,风向与列车运行方向垂直,得到各路况运行时高速列车车体所受非定常气动力的时域特性、频域特性及列车周围非定常流动结构.根据高速列车整车试验规范,以脱轨系数、轮重减载率、轮轴横向力和轮轨垂向力为安全性指标,分析不同路况下列车的运行安全性.结果表明,横风中列车所受气动载荷存在明显的非定常性,各车辆的气动载荷功率谱密度存在明显峰值,气动载荷主频集中在5 Hz以内;复线路堤背风侧运行列车的安全性最差,其次为复线桥梁迎风侧、复线桥梁背风侧、复线路堤迎风侧、平地.

关键词：高速列车、横风、非定常气动力、多体系统动力学、功率谱密度

所属期刊栏目：52

分类号：U270(车辆工程)

资助基金：国家自然科学基金51475394;高速铁路基础研究联合基金U1234208;牵引动力国家重点实验室自主课题2016TPL_T02

在线出版日期：2016-06-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共12页

页码：124-135