横风下高速列车突入隧道时气动特性研究

摘要

针对列车高速驶入隧道过程中流场的三维、非定常、可压缩湍流特性,建立了精细化的隧道-列车-空气三维数值模型,对比分析了洞口有无横风条件下列车驶入隧道过程中车体周边流场结构、压力分布,并研究了横风条件下车体的5项气动荷载(气动横向力、气动升力、倾覆力矩、偏航力矩和点头力矩)指标的变化过程.结果表明:(1)当列车在横风环境下突入隧道,洞外部分车体两侧流场结构和压力分布差异显著,而洞内部分差异较小,从而引发了列车进洞前后车体压差突变;(2)列车在进洞过程中,车体的各项气动荷载均存在突变效应,同时表现出显著的蛇形摆动和点头等复杂行为.