高架桥声屏障高度对列车气动特性影响的数值模拟

计算物理 ›› 2012, Vol. 29 ›› Issue (1): 65-72.

高架桥声屏障高度对列车气动特性影响的数值模拟

罗建斌^1,2, 胡爱军³

1. 广西工学院汽车工程系, 广西柳州 545006;
2. 同济大学汽车学院, 上海 201804;
3. 河南理工大学机械与动力工程学院, 河南焦作 454000

收稿日期:2011-03-29 修回日期:2011-08-09 出版日期:2012-01-25 发布日期:2012-01-25
作者简介:罗建斌(1973-),男,讲师,博士生,主要研究方向为车辆工程及空气动力学,E-mail:dilimike168@163.com
基金资助:
十一五国家科技支撑计划,河南省教育厅自然科学研究计划(2011A460006)资助项目

Numerical Study of the Effect of Viaduct Noise Barrier Height on Train Aerodynamic Characteristics

LUO Jianbin^1,2, HU Aijun³

1. Department of Automobile Engineering, Guangxi University of Technology, Liuzhou 545006, China;
2. School of Automotive, Tongji University, Shanghai 201804, China;
3. School of Mechanical and Power Engineering, Henan Polytechnic University, Jiaozuo 454000, China

Received:2011-03-29 Revised:2011-08-09 Online:2012-01-25 Published:2012-01-25

摘要/Abstract

摘要： 采用计算流体力学方法对高架桥声屏障高度影响高速列车空气动力特性进行数值研究.通过网格划分、湍流模型选取、边界条件设置等来提高数值计算精度.结果表明,当高速列车运行在下风向时,头车、中间车上的侧向力随着声屏障高度增加而逐渐下降.头车所受的侧翻力矩在整车中最大,且随着声屏障高度的增加而逐渐减小.随着声屏障高度的增加,上风向工况下中间车受到的侧翻力矩要大于下风向工况.上、下风向工况下高速列车气动特性差异主要是由于流动空腔中列车所处的相对位置不同,改变了车体表面的压力分布,从而改变了车体所受到的气动力、力矩.

关键词: 双线高架桥, 声屏障, 高速列车, 气动特性, 数值模拟

Abstract: With computational fluid dynamics method, a numerical study on effect of viaduct noise barrier height on aerodynamic characteristics of a high speed train was made. High calculation precision is obtained with suitable meshing, appropriate turbulent model and boundary conditions. It shows that as moving in leeward the side force on head train or the middle train decreases gradually with increasing of noise barrier height. A rolling moment on the head is most and it fails as noise harrier height goes up. The roiling moment on middle train running in windward is greater than that in leeward as noise barrier height is increased. Under two running conditions, the train relative position in cavity flow is different and surface pressure distribution is changed. Accordingly, aerodynamic force or moment on train body is varied.

Key words: double line viaduct, noise barrier, high speed train, aerodynamic characteristic, numerical simulation

中图分类号:

罗建斌, 胡爱军. 高架桥声屏障高度对列车气动特性影响的数值模拟[J]. 计算物理, 2012, 29(1): 65-72.

LUO Jianbin, HU Aijun. Numerical Study of the Effect of Viaduct Noise Barrier Height on Train Aerodynamic Characteristics[J]. CHINESE JOURNAL OF COMPUTATIONAL PHYSICS, 2012, 29(1): 65-72.

[1]	刘利, 牛胜利, 朱金辉, 左应红, 谢红刚, 商鹏. 临近空间核爆炸碎片云运动的数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 521-528.
[2]	吴丽媛, 张素英. 自旋相关光晶格中玻色-爱因斯坦凝聚体的基态[J]. 计算物理, 2022, 39(5): 617-623.
[3]	杜旭林, 程林松, 牛烺昱, 陈玉明, 曹仁义, 谢永红. 考虑水力压裂缝和天然裂缝动态闭合的三维离散缝网数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(4): 453-464.
[4]	孙梦营, 马明, 过海龙, 姚孟君, 徐猛, 张莹. 零重力点热源马兰戈尼FTM数值模拟[J]. 计算物理, 2022, 39(2): 191-200.
[5]	赵腾飞, 张华. 气泡碰撞过程中形变及破碎现象分析[J]. 计算物理, 2022, 39(1): 41-52.
[6]	关富荣, 李成乾, 邓敏艺. 激发介质相对不应态对螺旋波动力学行为的影响[J]. 计算物理, 2021, 38(6): 749-756.
[7]	王俊捷, 寇继生, 蔡建超, 潘益鑫, 钟振. 基于Tolman长度的Lucas-Washburn渗吸模型改进及数值模拟[J]. 计算物理, 2021, 38(5): 521-533.
[8]	杨展康, 牛奕. 温度及围护通风对独头巷道氡浓度分布的影响[J]. 计算物理, 2021, 38(4): 456-464.
[9]	胡少亮, 徐小文, 郑宇腾, 赵振国, 王卫杰, 徐然, 安恒斌, 莫则尧. 系统级封装应用中时谐Maxwell方程大规模计算的求解算法:现状与挑战[J]. 计算物理, 2021, 38(2): 131-145.
[10]	陈皓, 蔡汝铭. 平流层飞艇气动外形优化设计:螺旋桨的影响[J]. 计算物理, 2020, 37(5): 562-570.
[11]	王子墨, 李凌. 超短激光打孔中快速相变的格子玻尔兹曼模拟[J]. 计算物理, 2020, 37(3): 299-306.
[12]	王智, 邹高域, 宫敬, 白剑锋, 翟博文. 一维双流体模型的压力修正算法[J]. 计算物理, 2019, 36(4): 413-420.
[13]	张珑慧, 由长福. 基于有限体积虚拟区域方法的两相流动直接模拟[J]. 计算物理, 2019, 36(3): 291-297.
[14]	徐丞君, 徐胜利. SPH二阶粒子近似光滑函数的充分条件及数值验证[J]. 计算物理, 2019, 36(1): 25-38.
[15]	王烨, 王艺, 胡文婷, 王良璧. POD方法在扁管管翅式换热器研究中的应用[J]. 计算物理, 2018, 35(5): 587-596.