横通道对高速磁浮列车的车隧耦合气动效应影响

高速磁浮列车通过隧道时会对车辆、隧道和环境等产生恶劣的空气动力学效应。通过数值模拟研究横通道断面大小、横通道位置和长度对600 km/h高速磁浮列车的车隧耦合气动效应的影响,并通过动模型试验验证了数值模拟方法的可靠性。研究结果表明:当圆拱形横通道宽度由3.8 m减至2.9 m时,列车表面测点压力波幅值增加8.8%,隧道测点压力波幅值几乎无变化,距离隧道出口20 m远处微气压波峰值增加5.4%;横通道位于隧道中间时,列车表面测点压力波幅值最小,横通道位置对隧道壁面压力波幅值无影响,对微气压波影响也较小;当横通道长度由30 m增至50 m时,列车表面测点压力波幅值增加11.8%,横通道长度对隧道壁面压力波幅值和微气压波影响不大。

线间距对时速600公里级高速磁浮列车明线交会气动性能的影响

高速磁浮列车设计速度高达600 km/h,明线交会时压力波幅值激增,容易导致列车结构疲劳损伤。作为影响高速列车明线交会气动特性的关键参数,线间距是研究重点之一。本文采用计算流体力学数值仿真方法和网格滑移技术,模拟了高速磁浮列车在线间距5.1 m、5.4 m、5.6 m的线路上明线交会时的气动特性,对比分析了高速磁浮列车表面压力分布及列车气动力/力矩的变化规律。结果表明:明线交会时,列车气动升力、侧向力和倾覆力矩随着线间距的增加明显降低;列车表面测点压力最大值、最小值的绝对值以及最大压力幅值随线间距增加近似呈线性关系降低;线间距5.1 m时,高速磁浮列车表面最大压力幅值为5379 Pa,小于车体承载极限±6000 Pa,满足600 km/h交会时对气动特性的要求。

汽车车身部件气动噪声贡献量数值模拟研究

利用大涡模拟(LES)对某典型车型瞬态流场进行仿真计算,应用Lighthill-curle声类比理论,采用宽带噪声源模型(BNS)及FW-H方程,对汽车车身部件气动噪声进行数值模拟研究。分析了车身各板块及凸出部件附近气流的分离情况及外场声压级大小,对比了有、无部件时车外声场的差异;并确定了车身各部件气动噪声的贡献量。通过气动噪声贡献量的对比发现,汽车各部件中近场总声压级贡献量相对较大的为底盘和车轮、天线和雨刮器相对较小;远场声压级贡献量中,车身和底盘相对其他部件较大,天线相对较小;且车外远场点声压级的大小和各部件辐射噪声的强度以及其辐射面积正相关;车身板块中贡献量相对较大的为侧围和轮腔,较小的为前挡风玻璃。

线间距对400 km/h高速列车隧道交会气动性能的影响

高速列车以速度400 km/h运行时,在隧道内交会产生的交会压力波幅值激增,而线间距作为影响高速列车交会气动性能的关键参数之一,对列车400 km/h运行时隧道内交会压力波的影响特性有待探明。本文采用计算流体力学数值仿真方法和网格滑移技术,分别模拟了5.0 m、5.2 m和5.4 m线间距参数条件下高速列车隧道内交会气动特性,对比分析了不同线间距条件下高速列车表面、隧道壁面压力极值及高速列车气动力特性。研究结果表明:(1)高速列车在100 m^(2)隧道内交会时,线间距对高速列车表面最大交会压力幅值的影响不明显,不考虑鼻尖点,3种线间距对应的高速列车表面最大交会压力波幅值分别为13606 Pa、13688 Pa和13664 Pa,已经超出高速列车结构承载极限±6000 Pa的要求;(2)线间距对隧道壁面最大压力极值的影响不明显,但线间距增加对高速列车交会侧向力及倾覆力矩的缓解效果明显。

基于RSM的类车体气动阻力全局造型优化

全局优化减阻已成为汽车车身造型设计的必然趋势。为探索轿车车身造型气动因子控制的减阻效果,获得车身减阻全局优化方法,文中以某实车简化后的类车体为优化原型,选取6个气动因子作为设计变量,应用响应曲面法(RSM)对类车体进行全局气动阻力造型优化。结果显示,全局优化较局部优化更能体现设计因子对气动阻力系数的效应;对因子间的相关性分析论证了传统局部气动造型方法收敛于局部最优解的局限性;RSM法应用于车身全局减阻优化具有高效性,优化后的类车体更加流线化,整套方法可为汽车车身前期的气动优化提供借鉴。

400km/h速度下编组长度对高速列车隧道交会压力波的影响

基于三维非定常可压缩雷诺时均N-S方程与k-ε两方程湍流模型,采用滑移网格方法,对400km/h速度等级下不同编组长度(3车编组,8车编组,16车编组)列车于各自最不利长度隧道的等速交会工况进行模拟。对比数值计算与动模型试验结果,两者同一测点压力峰峰值相差不超过3.6%,验证了数值计算的可靠性。研究结果表明:列车表面压力峰峰值由头车至尾车呈下降趋势;随着编组长度由3车增加到16车,列车表面最大压力峰峰值由12.05 kPa增加到15.18 kPa;隧道壁面最大压力峰峰值由14.73 kPa增加至19.19 kPa。