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原文传递非光滑高速列车表面减阻研究

论文题名：	非光滑高速列车表面减阻研究
关键词：	高速列车;非光滑表面;减阻性能;数值模拟
摘要：	高速列车在高速运行的工况下，空气与列车间的相互作用也变的更加明显。高速列车的空气动力学成为了研究的重点内容。列车所受到的空气阻力与其外形有着密切的联系。所以，通过改变高速列车的外形来达到减阻的目的成为了研究重点。本文以高速列车为研究对象，应用仿生学理论设计，通过数值模拟的方法，将非光滑表面单元体加入到高速列车车体表面。对非光滑表面的列车进行减阻性能研究。本文的主要工作如下: 　　(1)以我国某型号动车组CRH型为研究对象，选取了一种自然界中普遍存在的凹坑型非光滑表面单元体。将生物界的非光滑表面合理简化，做成凹坑形非光滑表面单元体。基于三维定常不可压缩Navier-Stokes方程和κ-ε两方程模型，利用三维建模软件Rhinoceros建立多种非光滑列车模型，然后通过CFD软件STAR-CCM+进行仿真计算。　　(2)把不同尺寸的非光滑单元体分别布置在列车车体的相关位置。通过对非光滑模型的空气动力学计算，并且比较光滑模型和非光滑模型的阻力，最后找到最适合布置非光滑表面单元体的位置。　　(3)本文对比了光滑列车和非光滑列车的压差阻力、黏性阻力、表面流速、湍流强度。对非光滑表面气动减阻的机理做了进一步的阐述，为研究非光滑表面对于减小气动阻力提供理论依据。　　本文通过对非光滑表面列车模型进行计算可以得出: 　　(1)无论列车的模型如何做出修改，非光滑单元体布置在流线型周围的地方并不是最理想的位置。　　(2)将凹坑型非光滑表面单元体布置在列车转向架区域端墙处具有良好的减阻效果。凹坑型非光滑表面单元体的排布方式对其减阻效果有很大的影响。
作者：	张渊
专业：	车辆工程
导师：	张继业
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2016
正文语种：	中文