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高速铁路桥梁风障设置对列车及主梁气动性能影响研究
| 论文题名： | 高速铁路桥梁风障设置对列车及主梁气动性能影响研究 |
| 关键词： | 高速铁路桥梁;风障设置;列车;主梁;气动性能 |
| 摘要： | 目前中国高铁正处于一个快速发展的时期，列车行驶速度越快，侧向风对列车的安全行驶影响也越大。本文借助FLUENT流体力学软件，采用三维数值模拟的方法，研究了高速铁路桥梁风障设置对列车-桥梁气动性能的影响，以确保侧风作用下高速列车运行安全。 采用静网格模型计算了各工况下列车-主梁系统的气动系数，分别讨论了桥墩、风障高度、列车在桥上横向位置、风障透风率、风偏角对列车及主梁气动性能的影响。研究结果表明：桥墩对列车的气动系数影响很小，对主梁气动系数的影响是稳定的；列车的气动系数随着风障高度的增大在逐渐减小，主梁的气动系数随着风障高度的增大而增大；列车在桥上横向位置不同时，除侧力系数外迎风侧、上行列车气动系数均大于或接近于背风侧、下行列车气动系数；随着风障透风率的增大，列车气动系数在逐渐增大，主梁的阻力系数减小，升力系数增大，扭矩系数平稳上升；总体而言随着风偏角的增大，列车气动系数也呈增大趋势，除升力系数外主梁阻力系数、扭矩系数也在不断增大。 采用动网格模型模拟了列车在桥上的运行状态，分析了风障高度、透风率、风偏角对列车气动系数的影响。研究结果表明：以头车为例列车气动系数随着风障高度的增大而减小，随着透风率和风偏角的增大而增大。以静力轮重减载率为评估标准确定了4m风障高度30％透风率为较合理的风障设置。研究发现主梁的气动系数并不会随着风偏角的变化而变化。 根据列车及主梁在不同风偏角下的气动系数，利用VSI程序计算了不同风速下列车的临界车速，并与无风障情况下列车临界车速对比，结果表明设置风障后能明显提高列车运行的临界车速。 |
| 作者： | 陈涛 |
| 专业： | 土木工程 |
| 导师： | 郭文华 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 中南大学 |
| 学位年度： | 2011 |
| 正文语种： | 中文 |
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