空气动力制动风翼在车上布置数值仿真研究.pdfVIP

第33卷，第3期 中 国 铁 道 科 学 v01．33NA3 2 0l 2年5月 CHINARAILWAYSCIENCE May，2012 文章编号2012)03—0098-04 空气动力制动风翼在车上布置数值仿真研究 田春，吴萌岭，朱洋永，费巍巍 (同济大学铁道与城市轨道交通研究院．上海200092) 摘要：采用流体仿真分析软件FLUENT研究制动风翼尾迹的影响范围及制动风翼纵向间距对制动效果的 影响，同时分析制动风翼不同横向间距对制动阻力影响的规律。结果表明：2幅制动风翼的纵向间距越大·列车 前部制动风翼对后部制动风翼的尾迹影响越小，当2幅制动风翼的纵向间距超过2节车厢长度时t这种影响完 全消失；在制动风翼面积相同的条件下，增大每幅2片制动风翼的横向间距，能够提高风翼的单位面积钳动阻 km·h．1时由制动 力}由制动风翼产生的制动瞬时减速度随制动初速度的增加而增加，在紧急制动初速度为500 m·s，可知．列车高速运行时由空气 kN．此时的制动瞬时减速度约为0．33 风翼产生的制动合阻力约为160 动力制动产生的制动阻力对高速列车制动贡献很大，空气动力制动在高速时具有优良制动性能。 关键词：空气动力制动；制动风翼；纵向间距l横向问距；布置 中围分类号：U260．138：U270．1文献标识码：A 当列车紧急制动时，空气动力制动系统打开制 同格划分，对称计算域六面体结构网格约400 动风翼产生阻力，使列车快速停车。日本对空气动 万个。 力制动进行了大量的研究o…。文献Es]研究了整 列车每辆车均装制动风翼时，每幅制动风翼产生制 动力的规律，并通过减少制动风翼数探寻制动风翼 纵向位置制动力规律。本文基于文献E53建立的 髫 某高速列车模型，研究制动风翼尾迹的影响范围及 ．_．1—囊睦蛞 制动风翼纵向间距对制动效果的影响，以及不同制 a、车体 伽1糊动风量 动风翼横向间距对制动阻力影响的规律。 闭I车体和捌动风翼“(J”网 1高速动车组列车及计算域模型 采用文献ES]建立的国内某高速动车组8节 m。 图2计算域结构网格 联挂列车外形1：I的简化模型，列车全长196 制动风翼沿列车纵截面对称分布，制动风翼外形与 文献[53一致。 2制动风翼布置位置分析 由于列车关于纵截面几何对称，本文采用对称 m×546mX50 采用流体仿真分析软件FLUENT进行列车外 计算域，其尺寸为100 m。区*0于 h双方 文献[53的非结构网格，本文采用了另一种计算 流场数值仿真。计算中：选用Realizable 精度较高的结构网格划分方法，由于制动风翼附近 程描述外流场湍流；选用COUPLED算法处理压 流场变化较大，为保证计算精度，车体和制动风翼 力与速度的耦合；地面设为移动壁面边界条件，移 均采用“O”型网格(如图l所示)，计算域采用动壁面速度大小和方向分别与来流速度的大小和方