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高速列车非定常气动力及其波动特性的雷诺数效应
  • ISSN号:1000-565X
  • 期刊名称:《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 时间:0
  • 分类:U27[机械工程—车辆工程;交通运输工程—载运工具运用工程;交通运输工程—道路与铁道工程] V211[航空宇航科学与技术—航空宇航推进理论与工程]
  • 作者机构:中南大学交通运输工程学院∥轨道交通安全教育部重点实验室,湖南长沙410075
  • 相关基金:高铁联合基金资助项目(U1134203,U1334205);湖南省自然科学基金资助项目(14JJ3028);湖南省研究生科研创新计划资助项目(CX20158046)
中文摘要:

基于Realizableκ-ε湍流模型的延迟分离涡模拟(DDES)方法,求解不同缩比尺度和来流速度下列车周围非定常流场.通过改变模型缩比尺度和来流速度来研究列车非定常气动特性的雷诺数效应和尺度效应.研究结果表明:随雷诺数增加,各节车气动阻力系数均方根基本呈现减小趋势,且波动明显;随雷诺数增大,列车各节车气动阻力系数和升力系数标准差均先减小后增大,且波动明显;气动力系数功率谱密度随雷诺数增大而变小;雷诺数对气动力系数主频有影响,但无明显规律;列车气动力的尺度效应显著,随雷诺数增大,列车气动力的尺度效应减弱,且列车升力的尺度效应相对显著;列车非定常气动阻力和升力振动的尺度效应随雷诺数增大而减弱,且列车非定常升力振动的尺度效应更加显著;尺度效应不改变列车气动力以低频为主的振动特性和列车气动力功率谱密度的分布规律,对气动力振动主频及其功率谱密度有显著影响.

英文摘要:

In the investigation, the unsteady flow fields around the train at different model scales and different flow velocities are solved by means of the delayed detached eddy simulation (DDES) method of the realizable κ-ε turbu- lenee model. Then, the Reynolds number effect and scale effect of the unsteady aerodynamic characteristics of the train are discussed by changing the model scale and the flow velocity. The results show that ( 1 ) with the increase of the Reynolds number, the RMS ( Root Mean Square) of the aerodynamic drag coefficient of the train decreases but fluctuates obviously ; (2) as the Reynolds number increases, the SD ( Standard Deviation) of the aerodynamic drag coefficient and lift coefficient of the train first decrease and then increase, and also fluctuate obviously ; ( 3 ) the PSD (Power Spectrum Density) of aerodynamic coefficients decreases with the increase of the Reynolds num- ber; (4) the Reynolds number can affect the basic frequency of aerodynamic coefficients, but without obvious rules; (5) the aerodynamic force of trains brings about a significant scale effect; (6) with the increase of the Reynolds number, the scale effect of the aerodynamic force decreases, and the scale effect of the lift force becomes relatively significant ; (7) the vibration scale effect of the unsteady drag and lift decreases with the increase of the Reynolds number, and the vibration scale effect of the unsteady lift force is more obvious than that of the unsteady drag; and (8) the scale effect has no effect on the vibration characteristics based on low frequencies and the PSD distribution of the aerodynamic force, but greatly affects the vibration frequency of the aerodynamic force and its PSD.

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期刊信息
  • 《华南理工大学学报:自然科学版》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:国家教育部科技司
  • 主办单位:华南理工大学
  • 主编:李元元
  • 地址:广州市天河区五山路华南理工大学17号楼
  • 邮编:510640
  • 邮箱:journal@scut.edu.cn
  • 电话:
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-565X
  • 国内统一刊号:ISSN:44-1251/T
  • 邮发代号:46-174
  • 获奖情况:
  • 本学报荣获1996年国家教委系统优秀科技期刊二等奖...,1999年荣获全国优秀高校自然科学学报及教育部优秀...,2001年荣获广东省优秀期刊奖和广东省优秀科技期刊...,2004年获全国高校优秀科技期刊二等奖,2006年获首届教育部优秀科技期刊奖,2008年荣获第二届教育部优秀科技期刊奖
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国剑桥科学文摘,英国科学文摘数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:22954