蘭新客運(yùn)專線是連接甘肅、青海、新疆等高海拔地區(qū)的最重要的高速鐵路,其中新疆地區(qū)是目前世界上最嚴(yán)重的風(fēng)沙自然災(zāi)害地區(qū)之一,這一地區(qū)常年大風(fēng),在這種環(huán)境下高速運(yùn)行的列車氣動(dòng)性能急劇變化,加上其他因素的耦合,造成許多的列車脫軌以及停運(yùn)事故。高速列車在這種高海拔、強(qiáng)風(fēng)沙地區(qū)運(yùn)營(yíng),除了克服晝夜極大溫差、強(qiáng)紫外線照射等,其氣動(dòng)性能變化對(duì)列車的影響尤為重要,其中橫風(fēng)能極大程度改變高速列車的氣動(dòng)性能。因此,本文基于Fluent軟件應(yīng)用數(shù)值模擬方法,對(duì)比分析在有無(wú)風(fēng)沙時(shí)高速列車橫風(fēng)作用下的氣動(dòng)性能,對(duì)于提升我國(guó)高速列車在風(fēng)沙環(huán)境下的安全運(yùn)營(yíng)有重要的借鑒意義。本文首先基于蘭新線運(yùn)營(yíng)現(xiàn)狀,選定模擬所用高速列車為CRH2G型動(dòng)車組列車,建立頭車、中間車和尾車的3車編組高速列車二維簡(jiǎn)化模型、分別從橫向（y-z方向）和縱向（x-z方向）設(shè)定高速列車周圍流場(chǎng)計(jì)算域,并對(duì)計(jì)算區(qū)域進(jìn)行網(wǎng)格劃分。其次建立風(fēng)沙兩相流模型,使用自定義函數(shù)對(duì)橫向風(fēng)沙濃度進(jìn)行設(shè)置、確定高速列車外流場(chǎng)的邊界條件,并選擇合適的求解算法。然后進(jìn)行數(shù)值模擬,橫向時(shí),在橫向凈風(fēng)和橫向風(fēng)沙工況下進(jìn)行數(shù)值模擬,對(duì)不同速度橫風(fēng)下高速列車表面壓強(qiáng)分布、周圍速度矢... 

【文章頁(yè)數(shù)】：60 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1 緒論
    1.1 課題研究意義
    1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 風(fēng)沙流的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 橫風(fēng)對(duì)列車影響的國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 計(jì)算流體力學(xué)簡(jiǎn)介
        1.3.1 流體模擬方法簡(jiǎn)介
        1.3.2 多項(xiàng)流模型
        1.3.3 歐拉雙流體模型
    1.4 研究?jī)?nèi)容及方法
        1.4.1 課題的研究?jī)?nèi)容
        1.4.2 課題的研究方法
2 高速列車模型及參數(shù)設(shè)置
    2.1 高速列車模型及簡(jiǎn)化
        2.1.1 高速列車模型
        2.1.2 模型簡(jiǎn)化
    2.2 計(jì)算域及網(wǎng)格劃分
    2.3 沙相參數(shù)設(shè)置
    2.4 邊界條件和求解算法
    2.5 本章小結(jié)
3 橫向風(fēng)速不同的高速列車在兩種工況下的氣動(dòng)性能
    3.1 橫向凈風(fēng)工況下的氣動(dòng)性能
        3.1.1 橫向凈風(fēng)下的邊界條件
        3.1.2 高速列車截面表面壓強(qiáng)分布
        3.1.3 高速列車截面周圍速度分布
    3.2 橫向風(fēng)沙工況下的氣動(dòng)性能
        3.2.1 橫向風(fēng)沙下的邊界條件
        3.2.2 高速列車截面表面壓強(qiáng)分布
        3.2.3 高速列車截面周圍速度分布
    3.3 不同工況下氣動(dòng)性能對(duì)比
        3.3.1 表面壓強(qiáng)與速度對(duì)比分析
        3.3.2 阻力與升力對(duì)比分析
        3.3.3 傾覆力矩的對(duì)比分析
    3.4 本章小結(jié)
4 運(yùn)行速度不同的高速列車在兩種工況下的氣動(dòng)性能
    4.1 高速列車在凈風(fēng)工況下的氣動(dòng)性能
        4.1.1 凈風(fēng)下的邊界條件
        4.1.2 高速列車表面壓強(qiáng)分布
        4.1.3 高速列車周圍速度分布
    4.2 高速列車在風(fēng)沙工況下的氣動(dòng)性能
        4.2.1 風(fēng)沙下的邊界條件
        4.2.2 高速列車表面壓力分布
        4.2.3 高速列車周圍速度分布
    4.3 不同工況下氣動(dòng)性能對(duì)比
        4.3.1 表面壓力與速度對(duì)比分析
        4.3.2 阻力與升力對(duì)比分析
        4.3.3 俯仰力矩的對(duì)比分析
    4.4 本章小結(jié)
結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
附錄
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]強(qiáng)橫風(fēng)與軌道不平順耦合作用對(duì)高速列車運(yùn)行安全性影響分析[J]. 張茉顏,肖宏.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2018(12)
[2]戈壁鐵路擋風(fēng)墻背風(fēng)側(cè)流場(chǎng)特征與積沙形態(tài)研究[J]. 李曉軍,馬學(xué)寧.  高速鐵路技術(shù). 2017(01)
[3]擋風(fēng)墻結(jié)構(gòu)對(duì)高速列車氣動(dòng)性能的影響[J]. 何德華,陳厚嫦,于衛(wèi)東,曾宇清.  鐵道機(jī)車車輛. 2016(05)
[4]風(fēng)沙流及建筑物風(fēng)沙荷載的研究進(jìn)展與展望[J]. 黃斌,李正農(nóng),叢順,周利芬,陳策,回憶.  自然災(zāi)害學(xué)報(bào). 2016(05)
[5]沙塵暴環(huán)境對(duì)高速鐵路擋風(fēng)墻設(shè)置的影響[J]. 牛波,杜禮明.  鐵道科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2016(08)
[6]鐵路沿線地表?xiàng)l件與風(fēng)沙流場(chǎng)的互饋規(guī)律研究[J]. 辛國(guó)偉,程建軍,王連,智凌巖,辛林桂.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2016(09)
[7]風(fēng)沙環(huán)境下高速列車氣動(dòng)性能研究[J]. 宋琛,張繼業(yè),劉楠.  機(jī)械. 2016(06)
[8]風(fēng)沙流對(duì)戈壁地區(qū)擋風(fēng)墻響應(yīng)規(guī)律的數(shù)值模擬分析[J]. 李曉軍,蔣富強(qiáng).  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2016(03)
[9]穩(wěn)態(tài)風(fēng)沙流中沙粒體積濃度的模型分析[J]. 趙國(guó)丹,亢力強(qiáng),鄒學(xué)勇,張春來(lái),程宏.  中國(guó)沙漠. 2015(05)
[10]蘭新鐵路第二雙線穿越大風(fēng)區(qū)綜合選線研究[J]. 張?zhí)t.  鐵道標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計(jì). 2015(07)

博士論文
[1]橫風(fēng)作用下的高速列車氣動(dòng)特性及運(yùn)行安全性研究[D]. 郗艷紅.北京交通大學(xué) 2012

碩士論文
[1]強(qiáng)風(fēng)沙環(huán)境下高速列車的空氣動(dòng)力學(xué)研究[D]. 楚德見(jiàn).新疆大學(xué) 2019
[2]機(jī)械沙障阻沙固沙機(jī)理的數(shù)值模擬研究[D]. 徐彬.蘭州大學(xué) 2018
[3]基于隨機(jī)力模型的風(fēng)沙流數(shù)值模擬[D]. 張海霞.蘭州大學(xué) 2018
[4]強(qiáng)橫風(fēng)環(huán)境下高速鐵路風(fēng)速測(cè)點(diǎn)合理位置研究[D]. 丁嘉杰.西南交通大學(xué) 2017
[5]基于Fluent的風(fēng)沙流數(shù)值模擬及防風(fēng)擋沙墻參數(shù)優(yōu)化[D]. 杜云鄉(xiāng).北京交通大學(xué) 2016
[6]風(fēng)沙環(huán)境下動(dòng)車組氣動(dòng)特性研究[D]. 李佳俊.大連交通大學(xué) 2016
[7]集二鐵路沙漠區(qū)防風(fēng)固沙措施防護(hù)效果研究[D]. 許錢通.北京交通大學(xué) 2015
[8]風(fēng)沙流的雙流體模型參數(shù)及輸沙量分布特征研究[D]. 王康龍.蘭州大學(xué) 2014
[9]基于OpenFOAM的高速列車多相流計(jì)算模型的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用[D]. 崔陽(yáng)陽(yáng).浙江大學(xué) 2012
[10]蘭新鐵路風(fēng)沙流特征及防風(fēng)擋沙墻優(yōu)化研究[D]. 張軍平.中國(guó)鐵道科學(xué)研究院 2011



本文編號(hào)：3649220