高速列車以其高效、便捷、經(jīng)濟(jì)的巨大優(yōu)勢(shì)在交通運(yùn)輸產(chǎn)業(yè)中占據(jù)著重要地位,然而隨著運(yùn)行速度的不斷提升,高速列車通過隧道誘發(fā)的隧道氣動(dòng)效應(yīng)問題引起了越來越多國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注,與此同時(shí),車端連接部位作為車輛的重要組成部件之一,風(fēng)擋結(jié)構(gòu)的氣動(dòng)特性研究也是重中之重。在進(jìn)行風(fēng)擋氣動(dòng)特性研究時(shí),對(duì)風(fēng)擋模型的簡(jiǎn)化是至關(guān)重要的步驟,因?yàn)椴捎们‘?dāng)?shù)臍鈩?dòng)模型進(jìn)行計(jì)算時(shí),不僅可以獲得準(zhǔn)確的仿真結(jié)果而且可以最大程度地節(jié)省計(jì)算資源,目前研究人員針對(duì)列車外風(fēng)擋往往會(huì)采用較大程度的化簡(jiǎn)方法,即在僅考慮外部環(huán)狀外形的基礎(chǔ)上,忽略風(fēng)擋膠囊端部開口和內(nèi)部空腔。然而,無論是全封閉還是半封閉式外風(fēng)擋,風(fēng)擋外形的簡(jiǎn)化方式對(duì)高速列車隧道氣動(dòng)效應(yīng)數(shù)值仿真結(jié)果的影響程度目前缺少較為系統(tǒng)的研究成果。本論文以此為研究背景,以凈空面積為100m²的高速鐵路單洞復(fù)線隧道和時(shí)速350公里速度等級(jí)的某型貨運(yùn)動(dòng)車組為研究對(duì)象,采用基于三維、非定常、可壓縮的雷諾時(shí)均N^S方程和SST k-ω兩方程湍流模型,通過運(yùn)用Star-CCM+流體力學(xué)分析軟件中的重疊網(wǎng)格技術(shù),利用有限體積法開展兩種不同外風(fēng)擋膠囊簡(jiǎn)化型式對(duì)... 

【文章來源】：蘭州交通大學(xué)甘肅省

【文章頁(yè)數(shù)】：100 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 研究的背景與意義
        1.1.1 高速動(dòng)車組的發(fā)展
        1.1.2 列車外形與氣動(dòng)性能關(guān)系
    1.2 隧道空氣動(dòng)力學(xué)效應(yīng)
    1.3 鐵道車輛風(fēng)擋
        1.3.1 普速旅客列車風(fēng)擋
        1.3.2 高速動(dòng)車組風(fēng)擋
    1.4 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.4.1 國(guó)外研究現(xiàn)狀
        1.4.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀
    1.5 研究問題的提出
    1.6 研究的方法及內(nèi)容
2 數(shù)值模擬方法
    2.1 流體力學(xué)基本控制方程
        2.1.1 連續(xù)性方程
        2.1.2 動(dòng)量守恒方程
        2.1.3 能量守恒方程
    2.2 湍流模型和計(jì)算方法
        2.2.1 湍流數(shù)值模擬基本方法
        2.2.2 SST k-ω湍流模型控制方程
        2.2.3 壁面處理方法
    2.3 流場(chǎng)的數(shù)值計(jì)算方法
        2.3.1 有限體積方法
        2.3.2 離散方程的求解方法
    2.4 重疊網(wǎng)格方法
    2.5 本章小結(jié)
3 CFD建模及網(wǎng)格劃分
    3.1 幾何模型建立
        3.1.1 動(dòng)車組模型
        3.1.2 風(fēng)擋模型的簡(jiǎn)化
        3.1.3 隧道氣動(dòng)模型
    3.2 計(jì)算區(qū)域及參數(shù)
    3.3 定解條件
        3.3.1 初始條件
        3.3.2 邊界條件
    3.4 CFD計(jì)算網(wǎng)格劃分
    3.5 數(shù)值模擬方法驗(yàn)證
    3.6 本章小結(jié)
4 風(fēng)擋膠囊簡(jiǎn)化型式對(duì)列車外流場(chǎng)仿真結(jié)果的影響研究
    4.1 單列動(dòng)車組進(jìn)入隧道壓力波形成機(jī)理及特征
    4.2 不同工況下風(fēng)擋表面壓力分布
    4.3 不同簡(jiǎn)化型式風(fēng)擋內(nèi)外流場(chǎng)流動(dòng)特性比較
    4.4 對(duì)端墻壓力線的影響
        4.4.1 對(duì)端墻橫向壓力線
        4.4.2 對(duì)端墻垂向壓力線
    4.5 對(duì)車身不同位置壓力波的影響
        4.5.1 對(duì)車輛側(cè)墻不同位置
        4.5.2 對(duì)風(fēng)擋兩側(cè)端口
    4.6 本章小結(jié)
5 風(fēng)擋膠囊簡(jiǎn)化型式對(duì)氣動(dòng)力仿真結(jié)果的影響研究
    5.1 氣動(dòng)作用力的描述
    5.2 對(duì)氣動(dòng)阻力的影響
        5.2.1 風(fēng)擋氣動(dòng)阻力變化特性及分布
        5.2.2 對(duì)風(fēng)擋氣動(dòng)阻力的影響
        5.2.3 車輛氣動(dòng)阻力變化特性及分布
        5.2.4 對(duì)車輛氣動(dòng)阻力的影響
    5.3 對(duì)氣動(dòng)側(cè)向力的影響
        5.3.1 對(duì)風(fēng)擋氣動(dòng)側(cè)向力的影響
        5.3.2 對(duì)車輛氣動(dòng)側(cè)向力的影響
    5.4 對(duì)氣動(dòng)升力的影響
        5.4.1 對(duì)風(fēng)擋氣動(dòng)升力的影響
        5.4.2 對(duì)車輛氣動(dòng)升力的影響
    5.5 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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[3]高速鐵路對(duì)區(qū)域人才流動(dòng)的疊加效應(yīng)研究[J]. 楊有國(guó).  鐵道運(yùn)輸與經(jīng)濟(jì). 2019(03)
[4]我國(guó)高速鐵路設(shè)計(jì)時(shí)速對(duì)城市經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)的異質(zhì)性影響探析[J]. 張輝.  新經(jīng)濟(jì). 2019(Z1)
[5]中國(guó)高速鐵路發(fā)展歷程[J].   中國(guó)機(jī)械工程. 2019(03)
[6]三種不同網(wǎng)格類型的les大渦模擬評(píng)估[J]. 唐遠(yuǎn)哲.  科技視界. 2019(02)
[7]鐵路快速貨運(yùn)通道規(guī)劃[J]. 吳青松.  鐵道勘察. 2018(06)
[8]高速鐵路隧道關(guān)鍵科學(xué)問題及發(fā)展趨勢(shì)[J]. 張頂立,孫振宇.  鐵道建筑. 2018(11)
[9]重疊網(wǎng)格隱式挖洞方法的改進(jìn)與應(yīng)用[J]. 江維青,楊愛明.  復(fù)旦學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2018(05)
[10]明線會(huì)車、隧道會(huì)車及過隧道時(shí)的高速列車動(dòng)力響應(yīng)[J]. 張敏,吳晗,賴姜,曾曉輝,孫振旭.  力學(xué)與實(shí)踐. 2018(05)

博士論文
[1]非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格有限體積法的空間離散算法研究[D]. 張帆.大連理工大學(xué) 2017

碩士論文
[1]高速鐵路隧道洞口緩沖結(jié)構(gòu)數(shù)值模擬及模型試驗(yàn)研究[D]. 劉善華.西南交通大學(xué) 2013
[2]鐵路客運(yùn)專線（秦沈）后評(píng)價(jià)研究[D]. 李鑫.西南交通大學(xué) 2007



本文編號(hào)：3540625