文档名：运动边界对冰雪风洞试验段流场特性影响研究
摘要：轨道列车转向架区域的积雪结冰现象,是关乎列车运行稳定以及行车安全的关键问题.为了解决转向架区域的积雪结冰问题,研建列车转向架积雪结冰风洞以研究原始比例模型转向架区域流场特性.基于SSTk-ω的IDDES湍流模型,分析不同运动边界条件下风洞试验段气流流动特性,探索积雪结冰风洞在现有运动边界条件下的流场模拟适应性与差距.通过网格无关性验证和流场校测,验证数值方法能够满足积雪结冰风洞流场的模拟.研究结果表明:静止地面和静止轮对无法近似模拟真实环境下运动地面和旋转轮对的边界条件的流场特性,轨面以上的空间平均速度最高偏大5倍,静止地面和旋转轮对的风洞实际边界与真实边界更接近;静止地面和静止轮对下转向架后侧的空间压强平均负压高于其他工况,车体后端板表面和转向架表面平均负压强偏差较大,静止地面和旋转轮对的表面负压平均偏差9%,转向架轮对表面压强偏差15%;不同工况下的转向架区域的湍流度差别不大,转向架前侧区域的湍流度在静止地面和轮对下整体偏大.综上所述,在不同试验段运动边界条件下,现有积雪结冰风洞中静止地面和旋转轮对边界条件能较好地模拟实际运行状态下的转向架区域流场特性,为后续试验研究转向架区域的流场特性和积雪结冰问题奠定基础.
Abstract：Thephenomenonofsnowandiceaccumulationinthebogieareaofrailtrainsisanimportantissuerelatedtothestabilityandsafetyoftrainoperation.Tosolvesuchprobleminthebogiearea,awindtunnelforsnowandiceaccumulationonthetrainbogiewasdevelopedtostudytheflowfieldcharacteristicsoftheoriginalscalemodelbogiearea.BasedontheSSTk-ωIDDESturbulencemodel,theflowcharacteristicsofthewindtunneltestsectionunderdifferentmovingboundaryconditionswereanalyzed,andtheadaptabilityanddeviationoftheflowfieldsimulationundertheexistingmovingboundaryconditionsoftheicesnowwindtunnelwereexplored.Throughthegirdindependenceverificationandtheflowfieldcalibration,itwasverifiedthatthenumericalmethodwasconfirmedtosimulatetheflowfieldoftheicesnowwindtunnel.Theresearchresultsshowthattheflowfieldcharacteristicsunderboundaryconditionsofmovinggroundandrotatingwheelsetsintherealoperatingenvironmentcannotbeapproximatelysimulatedbystationarygroundandstationarywheelsets.Themaximumofaveragevelocityabovetherailsurfaceis5timeslargerthanthatinrealoperatingenvironment,andtheactualboundaryinwindtunnelforstationarygroundandrotatingwheelsetsisclosertotherealboundary.Theaveragenegativepressurebehindthebogieunderthestationarygroundandstationarywheelsetsishigherthanthatunderothercases.Theaveragenegativepressuredeviationoftherearendplatesurfaceofthecarbodyandthebogiesurfaceislarge,whiletheaveragenegativepressuredeviationofthesurfaceunderthestationarygroundandrotatingwheelsetscaseis9%comparingtotherealoperatingenvironment,andthesurfacedeviationofthebogiewheelsetis15%.Theturbulenceintensityinthebogieareaunderdifferentcaseshaslittledifference,theturbulenceintensityinthefrontareaofthebogieisrelativelylargeunderthestationarygroundandwheelsets.Therefore,underdifferentboundaryconditions,thestationarygroundandrotatingwheelsetintestsectionoftheicesnowwindtunnelcanbettersimulatetheflowfieldcharacteristicsinthebogieareaundertheactualoperationstate,layingafoundationforthesubsequenttestresearchontheflowfieldcharactersandthesnowandiceissueinthebogiearea.
作者：高广军 张琰 刘操 商雯斐 于尧 王家斌 Author：GAOGuangjun ZHANGYan LIUCao SHANGWenfei YUYao WANGJiabin
作者单位：中南大学重载快捷大功率电力机车全国重点实验室,湖南长沙410075;中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室,湖南长沙410075中南大学重载快捷大功率电力机车全国重点实验室,湖南长沙410075;中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室,湖南长沙410075;中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室,四川绵阳621000
刊名：铁道科学与工程学报 ISTICPKU
Journal：JournalofRailwayScienceandEngineering
年，卷(期)：2024, 21(4)
分类号：U271.91
关键词：风洞 转向架 数值仿真 边界条件 IDDES
Keywords：windtunnel bogie numericalsimulation boundarycondition IDDES
机标分类号：U270.331TH213.3V211.74
在线出版日期：2024年5月17日
基金项目：国家自然科学基金，湖南省自然科学基金青年基金资助项目，中国空气动力研究与发展中心结冰与防除冰重点实验室开放课题，中南大学研究生自主探索项目运动边界对冰雪风洞试验段流场特性影响研究[
期刊论文] 铁道科学与工程学报--2024, 21(4)高广军 张琰 刘操 商雯斐 于尧 王家斌轨道列车转向架区域的积雪结冰现象,是关乎列车运行稳定以及行车安全的关键问题.为了解决转向架区域的积雪结冰问题,研建列车转向架积雪结冰风洞以研究原始比例模型转向架区域流场特性.基于SSTk-ω的IDDES湍流模型,分析...参考文献和引证文献
参考文献
引证文献
本文读者也读过
相似文献
相关博文
运动边界对冰雪风洞试验段流场特性影响研究 Research on the influence of moving boundary conditions on flow characteristics inside the test section of the ice-snow wind tunnel
运动边界对冰雪风洞试验段流场特性影响研究.pdf
- 文件大小:
- 7.46 MB
- 下载次数:
- 60
-
高速下载
|
|
