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原文传递高速列车受电弓的气动力学特性

论文题名：	高速列车受电弓的气动力学特性
关键词：	高速列车;受电弓;空气阻力;气动特性
摘要：	随着我国铁路的不断提速，越来越多的人们选择高速列车出行。然而，当列车的速度超过超过一定速度时，气动力会对列车产生不可忽略的影响，并且会随着速度的增大而增大。例如，经研究表明[1]，当列车的速度达到250km/h时，列车所受到的空气阻力占运行时受到总阻力的75-80％。然而在这75-80％的空气阻力中，受电弓所受到的空气阻力占到了8-14％。也就是说高速列车受电弓所在流场影响受电弓的稳定性，从而影响受电弓的受流，进而影响列车的安全运行。　　本文从计算流体角度出发，研究气动力对受电弓的影响。利用软件ICEM根据实际受电弓的尺寸进行建模并将计算域分成两部分分别进行划分网格。内部的小计算域用非结构网格划分，较远的大计算域采用结构网格，最后将两个网格融合在一起，输出网格文件。将.mesh文件导入FLUENT。采用湍流大涡模型(LES)选用二阶迎风格式SIMPLE算法对受电弓所在流场进行了仿真计算。仿真计算了四种工况，对比分析了列车的快慢、横向吹来的风速大小对受电弓整体阻力和升力以及滑板所受脉动力对阻力和升力的影响。将大涡模型仿真计算监控的滑板的气动力与选用SSTk-ω模型计算得到的滑板的气动力进行对比，SSTk-ω模型捕捉不到流场的脉动特性，进而证明本文选用的模型很好。　　由计算结果可以得到:列车行驶的速度越快，受电弓受到的升力和阻力都越大，滑板的升力最大值和最小值相差越大，滑板的阻力波动都很小。横风条件下，气动特性与无横风条件下有一定不同，横风越大滑板的升力越大，但升力的波动反而减小。本文可以作为研究优化受电弓理论依据。
作者：	王洪娇
专业：	工程力学
导师：	杨翊仁
授予学位：	硕士
授予学位单位：	西南交通大学
学位年度：	2015
正文语种：	中文