高速列車進(jìn)入隧道空氣動力學(xué)效應(yīng)三維數(shù)值模擬研究.pdf

1、當(dāng)高速列車通過隧道時(shí),由于空氣可壓縮性和流動空間受限,在隧道內(nèi)外誘發(fā)初始壓縮波、隧道內(nèi)壓力波和進(jìn)口波等現(xiàn)象,同時(shí),由于列車在復(fù)線隧道中運(yùn)行時(shí)流動的不對稱性,而誘發(fā)列車的橫向振動問題。隨著高速列車運(yùn)行速度的不斷提高,隧道空氣動力學(xué)問題越來越得以重視,而且也成為乘車舒適性的重要指標(biāo),因此,隧道洞內(nèi)外壓力脈動問題值得進(jìn)行研究。
　　建立高速列車的空氣動力學(xué)幾何模型和對應(yīng)的隧道模型,進(jìn)行高速列車進(jìn)入隧道時(shí)的三維可壓縮非定常湍流流動模擬。采

2、用基于有限體積方法的STAR-CD軟件及其滑移網(wǎng)格技術(shù),以CRH380A模型為基本模型,進(jìn)行空氣動力學(xué)問題分析,主要針對初始壓縮波、隧道內(nèi)壓力波、進(jìn)口波、列車表面壓力波特性及氣動力及力矩進(jìn)行分析。對比三種不同網(wǎng)格尺度下,對以上問題的影響特性進(jìn)行研究。同時(shí)對高雷諾數(shù)SST k?ω湍流模型、RNG k?ε模型及標(biāo)準(zhǔn) k?ε模型下對進(jìn)口波、隧道內(nèi)壓力波及車體上測點(diǎn)壓力波動數(shù)值模擬結(jié)果進(jìn)行比較分析。運(yùn)用了分區(qū)思想和不同密度區(qū)的思想,對網(wǎng)格進(jìn)行劃

3、分,為減少網(wǎng)格數(shù)目,充分利用計(jì)算資源提供可靠的依據(jù)。
　　研究結(jié)果表明:進(jìn)口波問題描述,在三種不同網(wǎng)格下,該問題描述的均趨于最密網(wǎng)格的數(shù)值結(jié)果?；诖嗽谧蠲芫W(wǎng)格下,對初始壓縮波,給出波形圖、壓力云圖及速度矢量圖,可以得出進(jìn)口波隨徑向的衰減性。列車兩側(cè)流動的不對稱性,從而使列車兩側(cè)受力不同。對高雷諾數(shù) SST k?ω、RNG k?ε和標(biāo)準(zhǔn) k?ε模型的進(jìn)口波和隧道內(nèi)壓力波之間差別不大,對列車車頭、車尾處的壓力波的稍有差別。