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基于TSI标准的高速列车空气动力学响应研究
| 论文题名： | 基于TSI标准的高速列车空气动力学响应研究 |
| 关键词： | 空气动力学;气动载荷;高速列车 |
| 摘要： | 世界上英、法、德、日等高速铁路比较发达的国家早已开展了列车空气动力学方面的研究；目前这些国家的研究重心由最初的空气阻力等稳态效应问题已经转向了横风影响、列车交会压力波、列车通过站台隧道等非稳态效应问题。我国列车空气动力学方面研究起步较晚，但随着我国铁路高速化格局的出现，高速列车速度在不断提高，列车空气动力学特性越来越受到人们的关注。高速列车是在地面高速运行的长径比很大的细长物体，形状比较复杂，绕列车的空气流动是完全三维的流动，在列车各部位会出现不同的空气流场。还有一些比如高速列车驶过道旁建筑物或与其他列车交会、地面效应、易受横风的干扰、通过隧道时则会产生隧道出入口效应等问题，复杂的周围环境等会产生与航空航天截然不同的空气动力学问题。 欧盟委员会于2008年2月21日委员会决议上通过了关于泛欧高速铁路系统铁道机车车辆子系统互通性技术规范（简称TSI标准），在TSI标准6.2.6环境条件要求中，系统的规定了高速列车空气动力学方面应满足的载荷条件、横风条件及隧道内气压变化条件，且比较详细的给出了参考标准。 论文以高速检测列车为测试对象，根据TSI标准要求，对气动载荷在不同工况下对高速列车的影响进行研究，包括列车通过站台时对人体的影响、高速列车在横风条件下的运行状态、以及列车通过隧道时的最大气压变化量。验证选取方案以及应对方法的合理性。并建立三维动车组和扰流结构几何模型，采用基于三维定常不可压缩RANS方程和k??SST双方程湍流计算模型，利用通过流体力学分析软件STAR-CCM+对动车组几何模型在横风条件下进行仿真，并和实测数据进行对比分析。 论文以消化吸收TSI标准中空气动力学测试要求为基础，借助环形铁道、兰新二线、及中国标准动车组大西实验线路为依托，自主研究开发了一套完整的测试方法和平台，并将其应用于最新一代我国自主知识产权的高速动车组的空气动力学性能测试中，研究并验证TSI标准的适用性，分析欧盟TSI标准并以此为依据，研究TSI标准下列车空气动力学性能适用范围和要求，确立满足欧洲标准列车空气动力学测试方案，包括所需要的软、硬件环境，数据采集和处理方法，空气动力学性能的研究方法。并在此基础上提出一些具有建设性的意见及解决方法。 |
| 作者： | 王刚 |
| 专业： | 建筑与土木工程 |
| 导师： | 李明华;陈厚嫦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 华东交通大学 |
| 学位年度： | 2017 |
| 正文语种： | 中文 |
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