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强横风环境下棚车侧壁外形气动性能

田红旗 苗秀娟 高广军

田红旗, 苗秀娟, 高广军. 强横风环境下棚车侧壁外形气动性能[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(3): 5-8.
引用本文: 田红旗, 苗秀娟, 高广军. 强横风环境下棚车侧壁外形气动性能[J]. 交通运输工程学报, 2006, 6(3): 5-8.
TIAN Hong-qi, MIAO Xiu-juan, GAO Guang-jun. Aerodynamic performance of sidewall shape of boxcar under strong crosswind[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(3): 5-8.
Citation: TIAN Hong-qi, MIAO Xiu-juan, GAO Guang-jun. Aerodynamic performance of sidewall shape of boxcar under strong crosswind[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2006, 6(3): 5-8.

强横风环境下棚车侧壁外形气动性能

基金项目: 

国家自然科学基金项目 50575227

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,从事列车空气动力学研究

  • 中图分类号: U270.11

Aerodynamic performance of sidewall shape of boxcar under strong crosswind

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  • 摘要: 强横风引起的气动横向力和气动升力是造成列车被吹翻事故的主要原因。空棚车由于其侧壁迎风面积大且质量轻, 很容易在强横风作用下发生倾覆事故。采用流场数值计算方法, 对垂直侧壁、弧形侧壁和外折形侧壁3种棚车外形方案, 研究了横风作用下的棚车空气动力特性: 气动横向力、升力和气动倾覆力矩。研究结果表明: 车体受到的气动倾覆力矩主要是由气动横向力产生的; 弧形侧壁和折形侧壁可以有效地改善车辆横向气动性能, 降低车辆的气动倾覆力矩, 提高车辆的稳定性; 与垂直侧壁棚车相比, 当车体宽度为3.2 m时, 弧形侧壁和外折形侧壁棚车的气动倾覆力矩均可以下降21%左右, 空载棚车倾覆临界风速可以提高2.7 m2·s-1

     

  • 图  1  方案1模型

    Figure  1.  Model of first project

    图  2  方案2模型

    Figure  2.  Model of second project

    图  3  侧壁压力云图

    Figure  3.  Sidewall pressure nephograms

    图  4  侧壁流线

    Figure  4.  Sidewall flow line figures

    表  1  弧形侧壁气动力系数

    Table  1.   Aerodynamic coefficients of bulgy-arc sidewall

    工况 1 2 3 4 5
    车体宽度/m 2.820 2.915 3.010 3.105 3.200
    气动横向力系数 1.92 1.76 1.58 1.55 1.47
    气动升力系数 0.08 0.10 0.23 0.28 0.40
    气动倾覆力矩系数 0.80 0.74 0.68 0.67 0.66
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    表  2  折形侧壁气动力系数

    Table  2.   Aerodynamic coefficients of slope sidewall

    工况 6 7 8 9 10 11 12 13
    侧壁最大宽度部位的高度/m 0.47 0.67 0.77 0.87 0.97 1.07 1.27 1.47
    气动横向力系数 1.55 1.53 1.51 1.52 1.55 1.55 1.55 1.58
    气动升力系数 0.23 0.34 0.33 0.37 0.34 0.35 0.38 0.31
    气动倾覆力矩系数 0.69 0.68 0.66 0.68 0.69 0.69 0.69 0.69
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2006-01-10
  • 刊出日期:  2006-09-25

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