标准地铁列车车顶空调导流罩CFD仿真及强度校核

时速120 km的系列化中国标准地铁列车高速进出隧道时,车顶空调导流罩受到较大的气动压力,且压力值无法通过计算得出。若空调导流罩强度不足,列车高速前进过程中会产生异响,影响乘车体验。文章通过计算流体力学(CFD)仿真手段对列车高速进出隧道时导流罩受到的风压载荷进行分析,同时结合有限元计算、螺栓强度计算对导流罩连接螺栓的强度进行校核,验证了导流罩及连接螺栓的强度满足设计需求。

空调导流罩对列车气动阻力影响的研究

对空调导流罩的原始结构进行了外流场分析,得到了在350 km时速下原空调导流罩的外表面压力分布和速度场分布,通过对速度的流向分析,对空调导流罩的外形结构进行了优化。利用风洞试验对优化前后2种方案进行了气动阻力系数对比,结果表明,优化后的空调导流罩使头车的气动阻力减小了2.6%,改善了车辆的空气动力学性能,并为高速列车空调导流罩的基本造型设计提供了理论依据。

空调导流罩安装角度对市域列车气动阻力的影响

空调设备作为维持轨道车辆车内乘客舒适度的重要组成部分,其外形结构对列车的气动阻力会产生影响。合理的空调导流罩安装角度可以有效降低列车气动阻力。利用计算流体力学(ComputationalFluidDynamics,CFD)方法研究空调导流罩安装角度对160 km/h市域列车气动阻力的影响。研究结果表明:空调导流罩安装角度越小,整车气动阻力越小,相对于无导流罩(90°)工况,导流罩安装角度为15°时,整车减阻达10%。头车流线型气动阻力系数随导流罩角度变化不大,除尾车流线型部分外,其他车辆气动阻力系数随着导流罩安装角度的增大而增大,尾车流线型气动阻力系数随导流罩安装角度的增大而降低。导流罩气动阻力随安装角度的增大而增大,不包含导流罩部分的空调气动阻力随导流罩安装角度的增大而降低。

中型客车气动特性优化仿真分析

以某款中巴车为研究对象,使用CFD软件,研究后尾倾角10°、12°、15°、20°、25°和3种空调导流罩,分别对此款车的气动力特性影响。研究结果表明后倾斜角对客车气动特性影响较大,而空调导流罩可起到较好降阻作用,但对升力系数无影响。