侧风下挡风墙对CRH_2列车-简支梁桥气动性能的影响

以CRH2列车、京沪高铁上32 m简支梁桥为研究对象,采用商业计算流体力学软件Fluent,基于三维、定常N-S方程和Realizable k-ε湍流模型,进行侧风作用下挡风墙对车桥系统气动性能影响的数值模拟计算。通过雷诺数、挡风墙等价透风率、挡风墙高度、透风率及风偏角的改变,对车桥气动性能进行研究。计算结果表明:雷诺数对列车气动性能有一定影响。挡风墙高度的增加会使作用于桥梁上的侧力和力矩系数增大,升力系数则变化不明显。在等价透风率挡风墙下栏杆数量多的挡风墙挡风效果优于栏杆数量少的挡风墙。挡风墙高度并非越高越好,而是有一个合理的高度范围。在同一高度挡风墙下,列车气动力系数随着透风率的增大而增大。风偏角对列车气动性能影响的规律基本一致。

高速铁路连续梁桥三分力系数的数值模拟分析

连续梁桥是高速铁路上的一种典型桥梁,利用计算流体力学软件对其不同截面在不同工况下的静气动性能进行了数值模拟,研究了平均风速、风攻角、宽高比以及桥上列车分布状况分别对桥梁截面三分力系数的影响。研究结果表明:风速和风攻角对桥梁的静气动性能影响显著;梁高的增大使桥梁处于不利的风荷载作用下;在桥上有列车状态下桥梁的静气动性能不如无车时稳定。

横风作用下高速列车-32m简支梁桥系统气动性能三维数值模拟

横风作用下，行驶在桥梁上的列车和桥梁之间存在明显的气流相互干扰，增加列车事故发生的可能性。为研究高速列车与桥梁之间的相互气动影响，基于大型计算流体力学软件Fluent，采用三维、定常、不可压缩Navier—Stokes方程，选用适应性良好的Realizablek—s湍流模型，模拟风洞试验中横风（均匀风0°攻角，90°风偏角）作用下高速列车与32m简支梁桥系统空气动力学行为。研究结果表明：风速在5～25m/s变化时对车桥气动力系数影响不大；车下桥梁受到列车的干扰，阻力系数增大、升力系数和倾覆力矩系数（以下简称为力矩系数）均减小；桥上列车侧力系数、升力系数及力矩系数较平坦地面时均增大，即桥上列车运行安全性更差。