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原文传递高速列车空气动力学性能的研究

论文题名：	高速列车空气动力学性能的研究
关键词：	高速列车;车体流场;气动压力;空气动力学
摘要：	随着铁路高速化的推进,列车与空气的相互作用变得十分剧烈,列车空气动力学性能显著恶化。当高速列车通过隧道以及在明线和隧道内交会时所产生的压力波是影响列车安全运行的一个重要的空气动力学问题,而在横风环境下,高速列车绕流流场改变,气动力显著增大,严重时更可能导致列车倾覆。因此,研究高速列车在不同条件下的气动性能,对于保障列车行车安全具有重要的现实意义。　　本文以京沪高铁为研究背景,以CHR高速列车为研究对象,对隧道压力波及交会压力波进行了实车检测,重点研究了列车通过隧道以及在明线和隧道内交会时的压力波变化情况,从而得出列车车身表面压力变化幅值随列车运行速度的变化关系。对高速列车气动性能进行了数值模拟计算,得到了在无风和不同横风风速作用下,列车以不同速度运行时的列车表面压力分布规律以及周围流场特性,并对车体所受的空气动力进行分析,得到气动性能随风车速比的变化规律。计算结果表明在横风环境下,高速列车绕流流场改变,气动力显著增大。根据京沪高铁在一些路段上通过安装风屏障来降低与改善大风对列车运行安全性影响的方法,对横风作用下的高速列车通过风屏障时的气动性能进行数值模拟。得到了列车表面压力的瞬态变化以及周围流场随风屏障高度的变化情况,并通过分析研究列车所受横向力和横向力矩的改善效果,得出风屏障是保障列车在横风作用下行车安全的有效措施,可以大大地提高列车运行的安全性。本文的工作对进一步发展我国的高速列车空气动力学研究提供了参考依据,研究结果对于保障高速列车的安全运行具有重要的应用价值和实际意义。
作者：	秦淼
专业：	机械工程领域
导师：	陈梅倩
授予学位：	硕士
授予学位单位：	北京交通大学
学位年度：	2011
正文语种：	中文