高速列车仿生型受电弓弓头气动特性研究

根据仿生学原理,提出了具有仿生流线型截面的受电弓弓头。建立了矩形弓头、长半弧弓头、半圆形弓头、短半弧弓头、圆-尖形弓头、尖-尖形弓头6种弓面结构的CFD数值模型,研究了350 km/h速度下各弓头空气流场的速度分布和压力分布的变化规律,分析弓头截面形状对流场的影响效果。同时,对比分析了各弓头在不同速度条件的气动升力和阻力系数。研究结果表明,半圆形弓头的气动性能最优,具有很好的减阻效果,3种速度下阻力分别减小了76.03%、76.24%、76.39%,研究结果为受电弓弓头的结构优化提供理论依据。

三维高速列车下表面波浪形受电弓弓头减阻降噪研究

为了对高速列车受电弓进行有效减阻降噪,基于CX-NG型受电弓,对传统方形弓头模型进行下表面结构改型设计,提出下表面波浪形新型弓头结构。采用Fluent在不同速度工况下进行分析仿真,建立不同速度工况下的流场云图,将新型弓头与传统方形弓头进行气动特性的定性对比,分析不同外形结构对流场的影响。通过对比分析发现,使用下表面波浪形受电弓弓头减阻降噪效果最好,3种速度工况下,阻力系数Cd分别减少12.23%、13.23%、13.40%;噪声分别减小0.73dB、1.42dB、2.37dB。