路况场景对高速铁路列车气动力特性影响规律研究

为研究横风作用下路况场景对高速铁路列车气动力特性影响的规律,基于风洞动态测压试验和PIV粒子成像技术,测试得到位于平地、路堤和高架桥上列车表面风压分布和气动力,获得列车周围流场分布特性,讨论路况场景和线路布置形式对列车气动力特性影响,分析列车表面绕流及旋涡特性,探究其风荷载规律特性。研究表明:列车位于高架桥时气动侧力系数大于另外两种路况,而气动升力系数小于其他工况,平地和路堤上气动系数差别并不太明显;桥梁的干扰导致列车迎风面顶部前缘极值负压绝对值及其影响区域大于其他工况;沿车头到车身形成的旋涡可能是影响列车表面风压和气动力特性的主要因素,车身背风面涡对是导致高架桥上列车侧力系数较大的重要原因。

新型风声屏障参数对车−桥系统气动特性的影响

为满足穿越城区的轨道交通高架线路的防风和降噪需求,提出一种新型风声屏障结构,通过风洞试验研究屏障主要气动影响参数即叶片倾角变化对车−桥气动力的影响规律,并通过风压分布研究屏障倾角变化对车−桥气动力的影响机理。研究结果表明:列车气动力随新型风声屏障倾角变化而变化,倾角变化对列车表面局部风压影响明显;使用组合倾角屏障时,可同时对车顶和车底转角处风压进行调节,但该区域脉动风压提高;屏障风荷载是引起桥梁气动力变化的主因,与直立式声屏障自身风载相比,倾角为组合状态的风声屏障自身风载最大降低22%;安装新型风声屏障可降低桥梁迎风侧表面脉动风压系数,下倾姿态叶片有利于减小桥梁升力,使用新型风声屏障有利于桥梁和屏障自身结构安全。