小侧滑角下风阻制动装置对高速列车气动特性影响分析

2025-04-29 40 2.1M 0

  我国幅员辽阔且风环境复杂多变,因此研究横风条件下采用风阻制动装置对高速列车气动性能的影响十分重要。为探究高速列车风阻制动装置在小侧滑角横风条件下的制动性能,本文采用基于SST k-ω模型的Reynolds-Averaged NavierStokes(RANS)方法,对小侧滑角工况下3车编组原始高速列车和风阻制动高速列车周围的空气流动特性和气动载荷特性进行了对比分析,并通过风阻制动列车模型风洞试验验证了数值仿真方法的正确性与可靠性。研究结果表明:风阻制动板的开启显著改变了高速列车周围流场分布,诱发了强剪切分离气流,列车尾流低速区域扩大。并且增强了列车头车的正压分布特性和尾车的负压分布特性,风阻制动高速列车头车和尾车的气动阻力分别提升了约213.67%和514.09%,促使列车整体压差阻力明显增加,进而使得整车气动阻力显著提升,与原始高速列车相比整车气动阻力提升了约248.69%,可见风阻制动装置的增阻效果显著。与此同时,在小侧滑角横风与制动板所诱导的分离气流的相互作用下,列车背风侧的流场结构变得更加复杂,表面附面层显著增厚,背风侧空气漩涡尺度也明显变大。相比于原始高速列车,风阻制动装置工作状态下的列车横向稳定性明显降低,3车编组列车的总体侧向力增大约48.54%,但总体气动升力的变化不大,仅降低了约0.37%。 



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