高速列车横风作用下的非定常气动载荷计算模拟

摘要

为模拟横风环境下高速列车所受气动载荷,选择Karman修正风速谱为目标谱,采用线性滤波法(AR模型)模拟了随列车移动点的脉动风速时程.基于风速风压关系,分析了气动载荷的计算方法,引入气动导纳函数,计算了高速列车横风作用下的非定常气动载荷,最后通过MATLAB编程实现非定常气动力的模拟.通过对列车运行速度70 m/s、平均风速为25 m/s工况下的脉动风速及非定常气动力的计算模拟,结果表明,风速时程能量主要集中在0～3 Hz频域段,与列车系统固有的一些振动频率相近,存在引起列车系统共振、引发倾覆事件的可能.