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高速列车气动阻力地板效应数值研究

周健 欧平 刘沛清 郭昊

周健, 欧平, 刘沛清, 等. 高速列车气动阻力地板效应数值研究[J]. 实验流体力学, 2016, 30(4): 26-31. doi: 10.11729/syltlx20150124
引用本文: 周健, 欧平, 刘沛清, 等. 高速列车气动阻力地板效应数值研究[J]. 实验流体力学, 2016, 30(4): 26-31. doi: 10.11729/syltlx20150124
Zhou Jian, Ou Ping, Liu Peiqing, et al. Numerical study of ground effects on high speed train aerodynamic drag[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2016, 30(4): 26-31. doi: 10.11729/syltlx20150124
Citation: Zhou Jian, Ou Ping, Liu Peiqing, et al. Numerical study of ground effects on high speed train aerodynamic drag[J]. Journal of Experiments in Fluid Mechanics, 2016, 30(4): 26-31. doi: 10.11729/syltlx20150124

高速列车气动阻力地板效应数值研究

doi: 10.11729/syltlx20150124
详细信息
    作者简介:

    周健(1988-),男,河北沧州人,助理工程师。研究方向:试验流体力学。通信地址:北京市丰台区云岗西路17号7201信箱12分箱(100074)。E-mail:buaazhouj@163.com

    通讯作者:

    欧平,E-mail:caaaop@163.com

  • 中图分类号: U270.1

Numerical study of ground effects on high speed train aerodynamic drag

  • 摘要: 针对CRH2型动车组外形,在2种1∶25缩比模型风洞试验基础上,展开基于数值模拟的明线情况高速列车不同地板试验条件阻力测量影响研究。通过与风洞试验结果对比,确定数值方法的可靠性;通过数值模拟风洞壁地板、固定地板、移动地板下高速列车流场分布与阻力变化情况表明,不同试验地板的地面效应对高速列车阻力测量结果影响很大,移动地板模拟效果最佳,固定地板与风洞壁地板阻力测量值小于移动地板情况,且差距随车身长度的增加而增加,很难模拟真实列车运行的流场;通过深入分析不同地板条件的影响机理,为高速列车不同地板条件风洞阻力测量结果提供参考意见。
  • 图  1  列车模型风洞试验环境

    Figure  1.  Test environment of train model

    图  2  阻力系数随速度变化情况

    Figure  2.  Comparison of drag coefficient with different velocities

    图  3  3节CRH2动车组简化模型

    Figure  3.  Simplified model of three compartments CRH2

    图  4  计算流场及车厢表面网格划分

    Figure  4.  Calculation of flow field and mesh of the train

    图  5  列车模型俯视图

    Figure  5.  Top view of train model

    图  6  车厢编号示意图

    Figure  6.  Scheme of the carriage number

    图  7  数值模拟与风洞试验结果对比

    Figure  7.  Results of numerical simulation and test

    图  8  外置天平对阻力的影响

    Figure  8.  Influence by the balance

    图  9  阻力分布

    Figure  9.  Distribution of drag

    图  10  等直段车厢切应力相对差值

    Figure  10.  Difference of shear stress on middle carriage

    图  11  垂直来流截面位置

    Figure  11.  Site of cross section

    图  12  不同地板车底流速分布

    Figure  12.  Velocity distribution at the bottom of the vehicle

    图  13  不同地板车底摩擦系数分布

    Figure  13.  Friction distribution at the bottom of the vehicle

    图  14  不同截面速度云图与地板速度剖面

    Figure  14.  Cloud atlas at different cross section

    图  15  尾车流线图与压力分布

    Figure  15.  Streamline and pressure distribution on the tail

    表  1  不同地板下总阻力系数

    Table  1.   Total drag coefficients with different ground planes

    地板PressureViscousTotal
    风洞壁0.0450.2270.272
    固定0.0390.2410.280
    移动0.0330.2550.288
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    表  2  不同地板车头前缘边界层厚度

    Table  2.   Boundary layer thickness at leading edge of the train model with different ground planes

    地板地板前缘到车头距离/m车头前10cm处边界层厚度/cm
    风洞壁地板56
    固定地板0.20.2
    移动地板0.20
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2015-10-12
  • 修回日期:  2016-02-19
  • 刊出日期:  2016-08-25

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    2021年8月13日