不同路堤下携沙横风对高速列车气动特性的影响

为研究携沙强横风在不同路堤下对高速列车气动特性的影响,建立简化的高速列车模型,采用三维、定常、不可压雷诺时均Navier-Stokes方程和标准κ-ε两方程湍流模型,数值模拟高速列车在单线路堤、双线路堤、半堑路堤的气动性能,分析列车在不同路堤倾角的流场结构,计算列车的侧力系数、升力系数、倾覆力矩与路堤倾角之间的关系。结果表明:不同类型的路堤下,在列车背风侧近地面处,都生成一个形状不规则的漩涡,漩涡的大小与路堤倾角正相关,且负压的最大值是漩涡的中心;在列车的头车处,不同路堤下的侧力系数相差很小,尤其是半堑路堤,携沙风环境下和净风环境下侧力系数基本一致,说明有沙风对半堑路堤下高速列车侧力系数的影响很小;在各个倾角下,双线路堤的倾覆力矩系数最高,半堑路堤的倾覆力矩最小。