平原上不同长度集装箱列车横风载荷的数值研究.pdfVIP

第 32卷第 5期 铁 道 学 报 Vo1．32 NO．5 2010年 1O月 JOURNAL 0F THECHINA RAILWAY S0CIETY October 2010 文章编号 ：1001—8360(2010)05—0018—07 平原上不同长度集装箱列车横风载荷的数值研究 蒋崇文 ， 陈 智 ， 关雪梅 ， 廖小平 ， 张劲柏 ， 李椿萱 (1．北京航空航天大学 国家计算流体力学实验室，北京 100191；2．中国南车二七车辆有限公司 产品开发部，北京 100072) 摘 要 ：对在横风角为 9O。的 1O级横风作用下平原上以 120km／h速度运行 的集装箱列车的空气动力载荷进行 数值研究 。采用平原大气边界底层速度型模拟运行环境 ，研究对象包括 5种模 型：机车分别牵 引 2辆 、3辆、1O辆 载有集装箱 的平车的列车模型以及 1辆 、3辆集装箱平车的周期边界模型。结果表明，机车尾流会削弱第 1辆车 所载集装箱的升力，第 2辆车所载集装箱受到的升力最大 ；前车尾流导致后车的来流风 向角和侧 向力依次减少 ， 第 1辆车集装箱所受侧向力最大；第 2辆车集装箱所受翻滚力矩最大，前 3辆车集装箱所受翻滚力矩值 比较接 近；随列车长度增加 ，气动载荷在达到其最大值后呈逐渐下降趋势，尾车的绕流作用导致尾车集装箱的气动载荷 迅速减少 。用周期边界模 型模拟长集装箱列车 中段的空气动力载荷 ，其集装箱所受翻滚力矩约为整列车 中最大 值 的8O ～84 。 关键词 ：列车；空气动力学；横风 ；气动载荷 ；数值模拟 ；集装箱 中图分类号 ：U292．92．6；U298．1 文献标志码 ：A doi：10．3969／j．issn．1o0卜8360．2O10．05．004 NumericalStudyonCrosswindLoadsof ContainerTrainsinDifferentLength on Plain JIANG Chong—wen ， CHEN Zhi， GUAN Xue—mei， LIAO Xiao—ping ， ZHANG Jin—bai。 LEEChun—hian {1．NationalLaboratoryforComputati0nalFluidDynamics，BeihangUniversity，Beijing100191，China 2．ProductDevelopmentDepartment。CRSErqiRollingStocksCorporation，Beijing100072，China) Abstract：Aerodynamicloadsoflongformulationcontainertrainsrunningataspeedof120km／honaplainun— deracrosswindofthe10Beaufortscalewitha9O。windanglewerestudiednumerically．Thevelocityprofilesof theatmosphericboundarylayeroveraplainwereused to simulatetheworking conditionsofthetrainstobe studied．Thetrainmodelsofonelocomotivehauling2，3，and10containercarsrespectively，andtheperiodic boundarymodelsoftrainsform edof1and3containerflatcarsrespectivelywereresearched．Theresultsindi— cateasfollows：Theliftofthecontaineronthe1stcarisweakenedbythewakeofthelocomotiveandtheco