挡风墙的疏透度对列车运行安全的影响研究

摘要

随着列车速度的不断提高，列车与空气之间的相互作用变得更加强烈。强侧风对高速列车所产生的强大的气动力将影响列车的安全运行，对于高速列车在强风用作下的气动力特性的研究变得越来越重要。　　 本文借助大型流体计算软件，对侧风作用下高速列车的气动特性和外部流场进行了数值分析研究。通过对模拟计算结果的理论分析，本文阐述了列车表面压力在风场中分布的原理，得到了强风作用时，侧向力、侧倾力矩、侧偏力矩等重要参数的变化规律，发现升浮力和侧倾力矩的共同作用，是导致高速列车易于翻车的主要动力学原因。而且在来风一侧增建挡风墙，并得到各种疏透度挡风墙防护下的列车气动力性能，以及列车重要参数随挡风墙疏透度的变化规律。并通过优化分析提出了对列车防护效果最好的挡风墙方案。　　 本文对高速列车防风安全工程提供了新的思路，为挡风墙的优化设计提供了理论依据，具有较大的应用价值。

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第一章绪论

1.1研究课题背景及意义

1.2列车空气动力学研究方法

1.3列车侧风影响国内外现状分析

1.4各类挡风墙的特点

1.5本文主要内容

第二章CFD软件简介

2.1流体动力学基本方程

2.2湍流模型

2.3 CFD常用数值计算方法

2.4流体计算软件简介

第三章高速列车与挡风墙仿真模型

3.1数学模型

3.2几何模型

3.3计算区域、边界条件及网格划分

第四章数值模拟计算结果与分析

4.1无挡风墙时列车气动力特征模拟与分析

4.2各种疏透度的挡风墙对列车气动力特性的影响

第五章研究结论及工作展望

参考文献

致谢