都市快轨列车圆形与矩形隧道运行气动特性数值分析

基于连续性方程Reynolds时均Navier-Stokes方程以及RNG k-ε湍动能模型方程对都市快轨列车隧道运行的空气动力流场进行数值计算.研究在以160 km/h隧道运行速度分别通过圆形和矩形隧道的工况下,从列车进入隧道直至整车完全驶出隧道的空气阻力以及车体表面压力变化情况,并对圆形及矩形隧道流场特性进行对比.计算结果表明:列车在矩形隧道和圆形隧道运行过程中的最大阻力分别达到15 458.5 N和13 829.3 N,最大表面压力分别达到4 252.3 Pa和3 815.8 Pa.在两种隧道中运行的列车阻力变化规律及列车表面压力变化规律相同,矩形隧道运行时列车的最大阻力与圆形隧道相比增加了14.3%,表面最大压力增加了13.8%.

都市快轨列车穿越矩形隧道时的气动特性研究

建立了都市快轨列车穿越矩形隧道的三维计算模型,应用不连续网格和动网格来模拟快轨列车穿越隧道的动态过程。采用三维、不可压缩、非定常的N-S方程考虑移动的快轨列车与固定的隧道之间的相对运动。在100km/h、130km/h和160km/h 3种速度工况下,计算研究了列车从进入隧道直至完全驶出隧道的气动阻力变化规律和车体表面压力变化规律。计算结果表明,随着运行速度的增大,列车的气动阻力及车体表面压力变化幅值均增大。

未来都市快轨列车有多快

1881年,中国第一台蒸汽机车诞生,开启了我国生产机车的历史。而今我国自主研发的新000型都市快轨列车最高时速可达200公里。我国制造出的第一台蒸汽机车,用的是外国图纸,被外国人命名为“中国火箭号”,中国工人则称之为“龙号”机车。两个名字听起来都“高大上”,但那时的蒸汽机车时速只有5公里,和我们走路的速度差不多。