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高速列车设备舱出气对下游车体边界层特性的影响实验研究
| 论文题名： | 高速列车设备舱出气对下游车体边界层特性的影响实验研究 |
| 关键词： | 高速列车;设备舱;射流现象;流场结构;下游车体;边界层特性 |
| 摘要： | 随着列车运行速度的提高，位于车厢底部的设备舱内会产生大量的热量，设备舱通风散热的问题变得日益显著。列车在高速运行时，厢外气流相对于列车反方向高速流动，通过设备舱换气口，作为冷却工质的外界气流被吸入设备舱，相对运动速度相比，气流被吸入/排出的速度较小，在换气口形成一种弱抽吸/射流的流动现象。而高速气流流经设备舱换气口出现的抽吸/射流现象会引起下游车体壁面附近流场结构发生变化，进而形成侧向力，对列车的运行安全产生影响。因此，高速列车设计时不得不考虑设备舱换气对下游车体边界层特性的影响。本文主要采用实验方法研究高速列车设备舱出气口射流现象对下游车体壁面附近流场结构的影响。实验是通过安装在三维坐标架测试机构上的L型标准毕托管获得出气口附近及下游截面上流场信息。通过分析实验数据得出以下结论: (1)模拟列车运行速度的来流速度对射流速度的影响较小，射流速度为2.94 m/s，在此基础上相差均不超过1 m/s。 (2)当抽吸风道和射流风道两侧来流速度相等时，射流风道上游x=-1190mm截面平均速度为35.72 m/s，下游x=4825 mm截面平均速度为41.38m/s。来流速度增大，说明射流速度对射流风道下游的流场结构造成影响，且射流速度为1.59 m/s。 (3)在所有测量截面内，垂直于车体壁面方向，y=35 mm到y=125mm范围内，整体上相应位置测量点的来流速度趋势相同，来流速度先增大后减小，在z=68 mm时，来流速度最大，且靠近壁面y=5 mm处的来流速度小于靠近另一侧壁面y=155mm处的来流速度。 (4)沿铅锤方向上的来流速度先增大后减小，且靠近壁面z=98 mm处的来流速度的变化量沿着来流方向先减小后增大，在出气口下游区域不远处速度的变化量最小。 (5)整体上来流速度的变化量沿来流方向从射流风道上游到下游是逐渐减小的。 |
| 作者： | 郝小龙 |
| 专业： | 工程热物理 |
| 导师： | 王良璧 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 兰州交通大学 |
| 学位年度： | 2018 |
| 正文语种： | 中文 |
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