本文關(guān)鍵詞：風(fēng)雨與沙塵暴環(huán)境下列車運(yùn)行安全性研究，，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：高速列車在橫風(fēng)中運(yùn)行時(shí),列車的氣動(dòng)特性及運(yùn)行的安全性指標(biāo)會(huì)發(fā)生顯著的改變。我國幅員遼闊,高速列車在運(yùn)行時(shí)經(jīng)常會(huì)遇到暴風(fēng)雨和沙塵暴天氣,因此有必要研究高速列車在風(fēng)雨和沙塵暴天氣下運(yùn)行的氣動(dòng)特性和安全性等問題。本文以國產(chǎn)CRH3高速動(dòng)車組為研究對(duì)象,對(duì)其在風(fēng)雨和沙塵暴環(huán)境中運(yùn)行的氣動(dòng)特性以及運(yùn)行安全性進(jìn)行研究�；谌S定常不可壓N-S方程和標(biāo)準(zhǔn)k-ε兩方程湍流模型,分別采用離散相模型和歐拉雙流體多相流模型對(duì)高速列車在風(fēng)雨和沙塵暴環(huán)境下運(yùn)行進(jìn)行仿真模擬。利用FLUENT軟件建立了高速列車空氣動(dòng)力學(xué)模型并進(jìn)行了氣動(dòng)性能仿真計(jì)算,分析了列車周圍的流場(chǎng)及動(dòng)力特性�；谟�(jì)算多體動(dòng)力學(xué)的理論,利用SIMPACK建立了高速列車的系統(tǒng)多體動(dòng)力學(xué)模型,將高速列車在風(fēng)雨和沙塵暴環(huán)境中運(yùn)行得到的氣動(dòng)載荷加載到高速列車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)計(jì)算模型中,研究了在風(fēng)雨和沙塵暴環(huán)境下高速列車的運(yùn)行安全性,根據(jù)有關(guān)高速列車車輛動(dòng)力學(xué)的規(guī)范,確定了列車運(yùn)行的安全域。研究結(jié)果表明,在風(fēng)雨環(huán)境中,降雨強(qiáng)度對(duì)高速列車的氣動(dòng)特性影響不大,列車氣動(dòng)載荷隨降雨強(qiáng)度略有增大。相比無降雨工況,降雨工況下列車表面壓力、氣動(dòng)載荷等氣動(dòng)特性都會(huì)變大。在沙塵暴環(huán)境中,與無沙塵情況相比,列車表面壓力和氣動(dòng)載荷明顯增大。隨著沙塵濃度的增大,氣動(dòng)載荷有增大的趨勢(shì),但增幅較小。經(jīng)過對(duì)高速列車在風(fēng)雨和沙塵暴環(huán)境中運(yùn)行安全指標(biāo)分析,得到了列車運(yùn)行的安全車速。降雨強(qiáng)度60mm/h條件下,當(dāng)橫風(fēng)速度小于12m/s時(shí),列車可以在400km/h及以下的速度安全運(yùn)行;當(dāng)列車運(yùn)行速度小于230km/h時(shí),列車可以在速度30m/s及以下的橫風(fēng)中安全行駛。在強(qiáng)沙塵暴環(huán)境下,當(dāng)橫風(fēng)速度小于13m/s時(shí),列車可以在400km/h及以下的速度安全運(yùn)行;當(dāng)列車運(yùn)行速度小于220km/h時(shí),列車可以在速度30m/s及以下的橫風(fēng)中安全行駛。根據(jù)輪重減載率設(shè)定的列車安全運(yùn)行速度最為保守,而根據(jù)輪軌垂向力設(shè)定的臨界速度值最大,列車運(yùn)行易發(fā)生危險(xiǎn)。本文的研究結(jié)論可以對(duì)高速列車在風(fēng)雨、沙塵暴等惡劣天氣下的安全運(yùn)行提供一定的參考依據(jù)。
【關(guān)鍵詞】：高速列車 降雨 沙塵暴 氣動(dòng)特性 安全域
【學(xué)位授予單位】：大連交通大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：U270.1;U298.1
【目錄】：

• 摘要5-6
• Abstract6-11
• 第一章 緒論11-16
• 1.1 研究背景11
• 1.2 研究意義11-12
• 1.3 研究現(xiàn)狀12-14
• 1.3.1 單一空氣相研究現(xiàn)狀12-13
• 1.3.2 風(fēng)雨兩相流研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.3 風(fēng)沙兩相流研究現(xiàn)狀14
• 1.4 研究內(nèi)容和方法14-16
• 1.4.1 研究內(nèi)容14-15
• 1.4.2 研究方法15-16
• 第二章 列車空氣動(dòng)力學(xué)數(shù)值方法16-22
• 2.1 計(jì)算流體力學(xué)基本理論16-19
• 2.1.1 流體力學(xué)基本控制方程16-17
• 2.1.2 湍流模型17-19
• 2.2 多相流模型19-21
• 2.2.1 歐拉-歐拉（Euler-Euler）方法19-20
• 2.2.2 歐拉-拉格朗日（Euler-Lagrange）方法20-21
• 本章小結(jié)21-22
• 第三章 風(fēng)雨天氣下列車運(yùn)行氣動(dòng)特性研究22-53
• 3.1 列車動(dòng)力學(xué)數(shù)值計(jì)算模型22-27
• 3.1.1 數(shù)學(xué)模型22
• 3.1.2 列車幾何模型22-23
• 3.1.3 計(jì)算域的建立及網(wǎng)格劃分23-25
• 3.1.4 邊界條件設(shè)置25-26
• 3.1.5 求解方法和計(jì)算工況26-27
• 3.2 降雨對(duì)列車運(yùn)行的影響27-36
• 3.2.1 計(jì)算方法適用性驗(yàn)證27-28
• 3.2.2 降雨參數(shù)的設(shè)置28-29
• 3.2.3 降雨工況列車表面壓力及外流場(chǎng)特性研究29-33
• 3.2.4 列車速度對(duì)列車氣動(dòng)特性的影響33-35
• 3.2.5 降雨強(qiáng)度對(duì)列車動(dòng)力特性的影響35-36
• 3.3 降雨天氣下橫風(fēng)風(fēng)場(chǎng)對(duì)列車氣動(dòng)特性的影響36-43
• 3.3.1 均勻風(fēng)場(chǎng)和大氣底層邊界速度型風(fēng)場(chǎng)36-37
• 3.3.2 兩種風(fēng)場(chǎng)中列車氣動(dòng)特性的對(duì)比分析37-43
• 3.4 風(fēng)雨環(huán)境下列車動(dòng)力特性的研究43-52
• 3.4.1 列車速度對(duì)列車動(dòng)力特性的影響43-48
• 3.4.2 橫風(fēng)速度對(duì)列車動(dòng)力特性的影響48-52
• 本章小結(jié)52-53
• 第四章 沙塵暴天氣下列車運(yùn)行氣動(dòng)特性研究53-69
• 4.1 列車數(shù)值計(jì)算模型53-56
• 4.1.1 計(jì)算域的建立及網(wǎng)格劃分53-54
• 4.1.2 邊界條件設(shè)置54-55
• 4.1.3 求解方法和計(jì)算工況55-56
• 4.2 沙塵天氣下列車表面壓力及周圍流場(chǎng)特性56-60
• 4.2.1 沙塵暴計(jì)算參數(shù)56
• 4.2.2 沙塵暴天氣下列車表面壓力分布56-60
• 4.3 沙塵濃度對(duì)列車運(yùn)行氣動(dòng)特性的影響60-63
• 4.3.1 沙塵濃度對(duì)列車表面壓力的影響60-62
• 4.3.2 沙塵濃度對(duì)列車動(dòng)力特性的影響62-63
• 4.4 列車速度對(duì)列車動(dòng)力特性的影響63-65
• 4.5 橫風(fēng)速度對(duì)列車動(dòng)力特性的影響65-68
• 本章小結(jié)68-69
• 第五章 風(fēng)雨和沙塵暴天氣下列車運(yùn)行安全性研究69-85
• 5.1 列車多體動(dòng)力學(xué)模型的建立69-75
• 5.1.1 列車多體動(dòng)力學(xué)模型的建立69-70
• 5.1.2 輪軌接觸幾何關(guān)系70-71
• 5.1.3 軌道不平順71-72
• 5.1.4 氣動(dòng)載荷的施加72-75
• 5.2 列車運(yùn)行安全性指標(biāo)75-82
• 5.2.1 脫軌系數(shù)75-77
• 5.2.2 輪重減載率77-79
• 5.2.3 輪軸橫向力79-81
• 5.2.4 輪軌垂向力81-82
• 5.3 風(fēng)雨和沙塵暴天氣下列車運(yùn)行的安全域82-84
• 5.3.1 風(fēng)雨天氣下列車運(yùn)行安全性研究82-83
• 5.3.2 沙塵暴天氣下列車運(yùn)行安全性研究83-84
• 本章小結(jié)84-85
• 結(jié)論與展望85-87
• 主要研究結(jié)論85-86
• 研究展望86-87
• 參考文獻(xiàn)87-90
• 攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文90-91
• 致謝91-92

【共引文獻(xiàn)】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前6條

1 馬衛(wèi)華;羅世輝;宋榮榮;;橫風(fēng)對(duì)高速動(dòng)車組直線運(yùn)行動(dòng)力學(xué)性能的影響[J];重慶工學(xué)院學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版);2009年03期

2 馬夢(mèng)林;鄧海;王東屏;兆文忠;;高速列車頭部氣動(dòng)性能的模擬計(jì)算與試驗(yàn)[J];大連交通大學(xué)學(xué)報(bào);2012年01期

3 吳正;;中國沙漠與治理研究50年[J];干旱區(qū)研究;2009年01期

4 何藝峰;劉春雨;王志強(qiáng);張永浩;劉艷;;躍移層風(fēng)沙輸運(yùn)數(shù)值模擬[J];環(huán)境科學(xué)與技術(shù);2012年S1期

5 李田;張繼業(yè);張衛(wèi)華;;橫風(fēng)下高速列車系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)的平衡狀態(tài)法[J];動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào);2013年03期

6 于夢(mèng)閣;張繼業(yè);張衛(wèi)華;;隨機(jī)風(fēng)作用下高速列車動(dòng)力學(xué)參數(shù)的可靠性優(yōu)化設(shè)計(jì)[J];動(dòng)力學(xué)與控制學(xué)報(bào);2014年04期

  本文關(guān)鍵詞：風(fēng)雨與沙塵暴環(huán)境下列車運(yùn)行安全性研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：318758