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中国列车空气动力学研究进展

田红旗

田红旗. 中国列车空气动力学研究进展[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(1): 1-9.
引用本文: 田红旗. 中国列车空气动力学研究进展[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(1): 1-9.
TIAN Hong-qi. Study Evolvement of Train Aerodynamics in China[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(1): 1-9.
Citation: TIAN Hong-qi. Study Evolvement of Train Aerodynamics in China[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(1): 1-9.

中国列车空气动力学研究进展

基金项目: 

国家"863"重大专项项目 2005AA505101-509

国家"863"重大专项项目 2001AA505000-112

铁道部科技研究开发计划项目 2004J002-A

铁道部科技研究开发计划项目 2003J001-H

详细信息
    作者简介:

    田红旗(1959-), 女, 河南鲁山人, 中南大学教授, 工学博士, 工学博士研究生导师, 从事列车空气动力学和列车撞击动力学研究

  • 中图分类号: U270.11

Study Evolvement of Train Aerodynamics in China

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  • 摘要: 论述了列车空气动力学研究方法: 数值模拟计算、风洞试验、动模型试验和在线实车试验; 讨论了几种典型列车的空气动力性能: 中华之星高速列车、双层集装箱货运列车、磁浮高速列车; 建立了列车交会压力波、线间距、安全退避距离的理论关系式; 研究了列车流线形外形与气动性能的关系: 流线形头形、车身截面外形、列车编组方式、车体表面以及影响气动性能的受电弓导流罩、外风挡、底罩及裙板、导流板等主要部件, 介绍了研制流线形列车车体的成套技术及全面推广应用情况; 研究了隧道-列车耦合空气动力特性; 论述了为既有线5次大提速、百里强风区的兰新铁路解决的列车空气动力影响行车安全问题。

     

  • 图  1  模拟结果

    Figure  1.  Simulation Result

    图  2  动模型试验

    Figure  2.  Moving Model Tests

    图  3  典型的列车头部形状

    Figure  3.  Typical Nose Shapes of Train

    图  4  车身截面形状

    Figure  4.  Sectional Shape of Car Body

    图  5  风速与列车速度限值关系

    Figure  5.  Relation of Wind Speed and Critical Speed of Train

    图  6  列车尾部流场

    Figure  6.  Train Tail Airflow Field

    表  1  动模型试验系统比较

    Table  1.   Comparison of Moving Model Test Systems

    国别 试验线长度/m 列车缩比 最高速度/ (km·h-1)
    中国 164 1∶16~1∶20 350
    英国 132 1∶25 200
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    表  2  承受瞬态冲击极限值

    Table  2.   Critical Values of Instantaneous Air Pressure

    车体、车窗结构 承受瞬态冲击压力极限/Pa
    22型客车侧窗 820
    25B型客车侧窗 1 460
    25K (G、Z) 型客车侧窗 2 300
    原SS8型、东风11型机车前窗 1 000
    SS9型、澳星机车前窗 2 500
    中华之星与先锋号前窗、侧窗 8 280
    25G、25Z、25K型及新造拖车车体 -4 500/+5 000
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    表  3  各型车辆安全运行速度限值

    Table  3.   Critical Speeds for Various Vehicles Running Safely

    各型车辆(空车) 不同风速下的车辆安全运行速度限值
    风速/ (m·s-1) 速度限值/ (km·h-1) 风速/ (m·s-1) 速度限值/ (km·h-1)
    单层集装箱平车 33.0 60 28.0 100
    25型客车 51.0 60 33.0 100
    棚车 28.4 60 22.0 100
    敞车 34.0 60 28.0 100
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  • 收稿日期:  2005-10-20
  • 刊出日期:  2006-03-25

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