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横风对列车通过曲线限制速度影响的数值研究
  • ISSN号:1001-8360
  • 期刊名称:《铁道学报》
  • 时间:0
  • 分类:U298.1[交通运输工程—交通运输规划与管理;交通运输工程—道路与铁道工程]
  • 作者机构:[1]中南大学土木建筑学院,湖南长沙410075, [2]湘潭大学土木工程与力学学院,湖南湘潭411105
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目(50078006);铁道部科技司项目(2003G043);湖南省自然科学基金联合基金(07JJ6004)
中文摘要:

在简化列车外形的情况下,针对列车在不同风速下的气动力进行计算。为计算气动力,将三维雷诺平均N-S方程(RANS)结合k-ε湍流模型,用有限体积法将控制方程离散求解。用SIMPLE法耦合压力-速度场。在得出气动力的基础上,使用本文推导的横风作用下列车通过曲线轨道的限制速度公式,分析了气动升力、气动阻力对限制速度的影响。模拟计算结果显示,增大列车运行速度或横风速度都会增大列车的气动升力和气动阻力,并使之呈非线性增大的趋势。列车在高速、大横风情况下运行,以上2种非线性风险的影响使行车的安全性受到严重的威胁。升力的作用一般使列车通过曲线轨道的限制速度降低,而阻力对限制速度的影响主要取决于风向。

英文摘要:

Aerodynamic forces and moments coefficents of flows past a simplified train geometry under different wind speeds are investigated. To compute numerically the different coefficents, combining the three-dimensional Reynolds-averaged Navier-Stokes equations(RANS) with the k-ε turbulence model, the control equation is solved with the finite volume technique. The pressure-velocity fields are coupled using the SIMPLE algorithm. At each iteration the pressure correction is obtained by solving a velocity divergence-derived Poisson-like equation. With the computed aerodynamic forces, the formula of the limit speed of trains negotiating curves under side winds is deduced and applied to analyse the influences of aerodynamic forces on the limit speed of the train. Results of numerical investigations show the aerodynamic lift and overtune moment increase more and more rapidly along with increasing of the train speed and wind speed. The enhancement trends show nonlinear phenomena. When a train travels in high speeds and encounters huge side winds, the two nonlinear risks extremly impair the safety of the train. The aerodynamic lift reduces the limited train speed, the influences of the aerodynamic resistance on the limited train speed rest on the direction of wind flow.

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期刊信息
  • 《铁道学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科协
  • 主办单位:中国铁道学会
  • 主编:王德
  • 地址:北京复兴路10号中国铁道学会
  • 邮编:100844
  • 邮箱:tdxb@vip.163.com
  • 电话:010-51848021 51873116
  • 国际标准刊号:ISSN:1001-8360
  • 国内统一刊号:ISSN:11-2104/U
  • 邮发代号:2-308
  • 获奖情况:
  • 中国期刊方阵“双效”期刊,百种中国杰出学术期刊,中国科协第一、二届优秀学术期刊,入选学位与研究生教育中文重要期刊目录,中文核心期刊
  • 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,日本日本科学技术振兴机构数据库,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:17030