流线型长度对重联高速列车明线运行气动性能的影响

为了研究重联列车的空气动力学特征,首先,建立了3种不同头部流线型长度的列车模型,其中重联列车计算模型由2列3辆编组的列车连挂组成,非重联列车计算模型为6辆编组;其次,使用三维、定常、不可压缩N-S方程和RANS方法对列车明线匀速运行时的流场进行模拟计算,并验证网格无关性和算法准确性;最后,对比分析了重联区域的特殊结构对列车气动性能的影响。研究结果表明:在运行条件相同时,重联列车的阻力始终大于非重联列车的阻力,但随着列车运行速度增加,两者的阻力差异逐渐降低,当列车运行速度为350 km/h时,两者阻力相对误差为14.5%;增加车头流线型长度能显著降低列车气动阻力和升力,且对重联列车减阻效果更显著。流线型长度从6 m增加到12 m,重联列车与非重联列车气动阻力分别降低了15.9%和12.5%;重联列车头车和尾车的升力分别降低27.8%和43.7%,与非重联列车头、尾车升力降低幅度基本一致;流线型长度变化对重联列车各节车辆的气动力影响并不一致;随着流线型长度增加,重联区域前部相邻车辆的阻力增加,后方相邻车辆的阻力则逐渐减小。受自身结构对称性影响,重联区域前后两列列车表面压力变化梯度具有较高的一致性,仅数值上存在差异。