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高速列车侧风安全域计算方法

崔涛 张卫华

崔涛, 张卫华. 高速列车侧风安全域计算方法[J]. 交通运输工程学报, 2011, 11(5): 42-48. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.007
引用本文: 崔涛, 张卫华. 高速列车侧风安全域计算方法[J]. 交通运输工程学报, 2011, 11(5): 42-48. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.007
CUI Tao, ZHANG Wei-hua. Calculation method of cross wind security domain for high-speed train[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2011, 11(5): 42-48. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.007
Citation: CUI Tao, ZHANG Wei-hua. Calculation method of cross wind security domain for high-speed train[J]. Journal of Traffic and Transportation Engineering, 2011, 11(5): 42-48. doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.007

高速列车侧风安全域计算方法

doi: 10.19818/j.cnki.1671-1637.2011.05.007
基金项目: 

国家973计划项目 2007CB714700

国家自然科学基金项目 50821063

国家自然科学基金项目 50823004

详细信息
    作者简介:

    崔涛(1978-), 男, 山东成武人, 西南交通大学工学博士研究生, 从事车辆动力学研究

    张卫华(1961-), 男, 江苏宜兴人, 西南交通大学教授, 工学博士

  • 中图分类号: U270.11

Calculation method of cross wind security domain for high-speed train

More Information
  • 摘要: 使用参数传递、求解控制以及动态网格技术, 建立了侧风流体动力学模型和高速列车多体动力学模型, 通过对列车外流场和系统响应进行协同仿真, 获得不同侧风环境下列车的稳定姿态和气动载荷, 研究了列车运行的安全性指标, 分析了不同侧风环境下列车安全运行的临界速度, 确定了列车的侧风作用安全域。计算结果表明: 随着列车运行速度和侧风强度的增大, 轮重减载率、脱轨系数和轮轴横向力依次出现超限现象; 当列车运行速度小于300 km·h-1时, 列车头车所有轮对均逆风向偏移; 当列车运行速度为300 km·h-1且侧风风速为30 m·s-1以及列车运行速度为350 km·h-1且侧风风速不小于25 m·s-1时, 一、二位轮对顺风偏移, 三、四位轮对逆风偏移; 列车运行速度越高, 抵抗侧风能力越低, 且列车临界速度对侧风强度的敏感性增大。

     

  • 图  1  几何模型及网格划分

    Figure  1.  Geometric model and mesh generation

    图  2  列车系统动力学模型

    Figure  2.  Dynamics model of train system

    图  3  气动载荷

    Figure  3.  Aerodynamic loads

    图  4  算法流程

    Figure  4.  Algorithm flow

    图  5  运行环境

    Figure  5.  Running environment

    图  6  运行工况

    Figure  6.  Running conditions

    图  7  仿真过程

    Figure  7.  Simulation process

    图  8  初始姿态与稳定姿态

    Figure  8.  Initial attitude and stable attitude

    图  9  压力分布与流线

    Figure  9.  Pressure distributions and path lines

    图  10  压力分布和截面位置

    Figure  10.  Pressure distributions and section positions

    图  11  不同工况下的横向气动力

    Figure  11.  Latetal aerodyanmic forces under different running conditions

    图  12  不同侧风强度下安全性指标

    Figure  12.  Safety indexes under different cross wind strengths

    图  13  安全域和非安全域

    Figure  13.  Security domain and non-security domain

    表  1  气动载荷对比

    Table  1.   Comparison of aerodynamic loads

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    表  2  安全性指标对比

    Table  2.   Comparison of safety indexes

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  • 收稿日期:  2011-05-10
  • 刊出日期:  2011-10-25

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