cca2018風(fēng)工程全文集版08車輛空氣動力學(xué)

， 引出了車底部光滑程度越高引起的車底流速越小的現(xiàn)象，但未對轉(zhuǎn)向架影響進行說明。J?nsson[10通過實驗比較了車底轉(zhuǎn)向架及軌道形式的簡化方案對車底流速及脈動的影響，數(shù)值模所使用的模型為兩車編組的動車組，縮比1:8。轉(zhuǎn)向架簡化形式分別為COMPLEX、高度(H)分別為6.625m和0.4625m。路基與軌道均包含在了計算模型中。地面、路基與與風(fēng)洞試驗進行比較，進行比較的模型將列車附近地面設(shè)置為固定區(qū)域，圖2右?；诨痦椖浚簢抑攸c研發(fā)計劃 1轉(zhuǎn)向架與車體幾何模

2計算域與邊界（H為車高SA-M+中DESLS有更好的處理流場細節(jié)的能力-12，但是其在高雷諾數(shù)下對資源的過高消耗限值了其應(yīng)DS屬于分離渦DSAS和ESASLSDDSSDS在DS1314。DS15-23。區(qū)域使用了混合格式（hybridscheme）LES模型激活區(qū)使用有界中心差分格式（boundedcentraldifferencingscheme，其他則使用二階迎風(fēng)格式。瞬態(tài)項使用了隱式二階格式。IDDES模型中RANS模型使用的為k-omegaSST模型。和，圖 3圖4左：車頂壓力系數(shù)分布；右：車底中心軌面高度位置縱向速度分圖4為不同網(wǎng)格對比結(jié)果。橫坐標(biāo)表示距離頭車鼻尖點距離與車高的比值，x/H。縱MediumFine結(jié)果接近。因此綜合精度和計算效率考慮，本文后續(xù)研究均使用Medium網(wǎng)格進行。結(jié)果與分析位置如圖5所示。5流場監(jiān)測線位以COMPLEX為參照，觀察圖6(a)andb)的車底速度分布。在第一位轉(zhuǎn)向架后方NONEcase。經(jīng)過第二位轉(zhuǎn)向架后，在第三位轉(zhuǎn)向架之前，速度分布呈現(xiàn)出隨轉(zhuǎn)向架越簡單而速度越高的規(guī)律。第三位轉(zhuǎn)向架之后，COMPLEX的車底速度超SIMPLEcasecase6cdef)z=0.2mNONEcase的速度稍微z=1.4CEN標(biāo)準(zhǔn)對列車風(fēng)caseCOMPLEXcaseNONEcase引起的列車風(fēng)已超過了COMPLEXcase。距離軌面較高觀察點，SIMPLE邊界層發(fā)展速度最低，VERYSIMPLE，NONECOMPLEXcase基本變化變化一致，此位置轉(zhuǎn)向架形式對列y=2m，z=0.2mSIMPLEVERYSIMPLE與COMPLEX比較時成立，而單獨比較側(cè)面SIMPLEVERYSIMPLE卻是更簡單的結(jié)構(gòu)速度會更大。且車底最簡化的兩種轉(zhuǎn)向架情NONE及VERYSIMPLEcaseNONEcase引起的流速也高于COMPLEXcase。這說明流速的高低并不是由單一的轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)復(fù)雜程度決定。引起此8。這些來源Cascade過程的不同，越多尺度的小渦與大渦進行混合，能量消耗的越快。流動能量可以從NONEcaseVERYSIMPLESIMPLECOMPLEX則比較接近。車體側(cè)面速度波動最大的也是NONEcase，但COMPLEXcase緊隨其后，再者是VERYSIMPLE與SIMPLEcase，速度脈動大小分布規(guī)律與速度大小分布規(guī)律十分吻合。距離轉(zhuǎn)向架越遠，速度脈動越小，在y=3m,z=1.4m位置無量綱速度標(biāo)準(zhǔn)差已降到0.05以下。SIMPLEVERYSIMPLEcase的速度及標(biāo)準(zhǔn)差均小于COMPLEXcase，可見流場還受具體 6列車周圍無量綱速度分布(az=-0.15my=0m;bz=-0.05my=0mcz=0.2my=2m;(dz=0.2my=3mez=1.4y=2m;and(f)z=1.4m,y=3 76對應(yīng)的無量綱速度標(biāo)準(zhǔn)差分布(az=-0.15my=0mbz=-0.05my=0m;cz=0.2my=2m;dz=0.2my=3(e)z=1.4m,y=2m;and(f)z=1.4m,y=3

8渦量圖，Q=20000，以速度渲9給出了列車頂部底部縱向壓力分布。雖然使用的轉(zhuǎn)向架結(jié)構(gòu)不同，但是頂部的壓力10NONE工況在轉(zhuǎn)向架艙端板區(qū)域顯11可以看出，轉(zhuǎn)向架細節(jié)越少，頭尾車車律而尾車先是持平而后上升。對車體而言，相比COMPLEX工況，最簡化的NONE工況頭尾車阻力分別增加了41.9%和48.0%。對同時考慮車體和轉(zhuǎn)向架的總阻力，NONE工況下整車阻10.75%。由于車底負壓的增加，NONECOMPLEX分別增長33.3%和下降28.8%。轉(zhuǎn)向架的升力自然也是隨著簡化增加逐漸減小。在VERYSIMPLE這一工況中，轉(zhuǎn)向架阻力已十分小，因此在圖11中也比較難辨別。9左：頂部壓力系數(shù)；右：底部壓力系10.車底壓力分布云圖圖.11.左：阻力；右：升力結(jié)3m位置轉(zhuǎn)向架簡化影響已經(jīng)很小。車體側(cè)面氣流，列車風(fēng)，也受到了轉(zhuǎn)COMPLEXNONE工況均能給出較關(guān)注3m位置列車風(fēng)，可使用無中心主體結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)向架甚至僅保留轉(zhuǎn)向架艙即可?？找籆ENEuropeanStandard.2013.Railwayapplications-aerodynamics.Part4:requirementsandtestproceduresforaerodynamicsonopentrack,CENEN14067-4.HemidaH,Krajnovi?S.ExploringFlowStructuresAroundaSimplifiedICE2TrainSubjectedtoA30°SideWindUsingLES[J].EngineeringApplicationsofComputationalFluidMechanics,2009,3(1):28-41.HemidaH,GilN,BakerC.LESoftheSlipstreamofaRotatingTrain[J].JournalofFluidsEngineering,2010,Munoz-PaniaguaJ,GarcíaJ,LehugeurB.EvaluationofRANS,SASandIDDESmodelsforthesimulationoftheflowaroundahigh-speedtrainsubjectedtocrosswind[J].JournalofWindEngineering&IndustrialAerodynamics,2017,171:50-66.?sthJetal.Cluster-basedreduced-ordermodellingoftheflowinthewakeofahigh-speedtrain[J].JournalofWindEngineering&IndustrialAerodynamics,2015,145:327-338.BellJRetal.Theeffectoftailgeometryontheslipstreamandunsteadywakestructureofhigh-speedtrains[J].ExperimentalThermal&FluidScience,2017,83:215-230.ZhuJY,HuZW.Flowbetweenthetrainunderbodyandtrackbedaroundthebogieareaanditsimpactonballastflight[J].JournalofWindEngineering&IndustrialAerodynamics,2017,166:20-28.KaltenbachHJ,GautierPE,AgirreG,OrellanoA,Schroeder-BodensteinK,TestaM,TielkesT.Assessmentoftheaerodynamicloadsonthetrackbedcausingballastprojection:resultsfromtheDEUFRAKOprojectaerodynamicsinopenair(AOA).InProceedingsoftheWorldCongressonRailresearch,Seoul,SouthKorea,IdoA,SaitouS,NakadeK,IikuraS.Studyonunder-floorflowtoreduceballastflyingphenomena.ProceedingsoftheWorldCongressonRailResearch,Seoul,SouthKorea,PaperS,2008.J?nssonMetal.ParticleImageVelocimetryoftheunderfloorflowofgenerichigh-speedtrainmodelsinawatertowing[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineersPartFJournalofRail&RapidTransit,2014,228(2):194-209.Krajnovi?Setal.Largeeddysimulationoftheflowaroundasimplifiedtrainmovingthroughacrosswindflow[J].JournalofWindEngineering&IndustrialAerodynamics,2012,110(110):86-99.?sthJ,Krajnovi?S.AstudyoftheaerodynamicsofagenericcontainerfreightwagonusingLarge-EddySimulation[J].JournalofFluids&Structures,2014,44(1):31-51.MenterFR.Two-equationeddy-viscosityturbulencemodelsforengineeringapplications.AIAAJ.2012,GritskevichMSetal.DevelopmentofDDESandIDDESformulationsforthek-ωshearstresstransportmodel.FlowTurbulCombust.2012,88(3):431-449.ShurMLetal.AhybridRANS-LESapproachwithdelayed-DESandwall-modelledLEScapabilities.IntJHeatFluidFlow.2008,29(6):1638-1649.GhasemianM,NejatA.Aerodynamicnoisepredictionofahorizontalaxiswindturbineusingimproveddelayeddetachededdysimulationandacousticogy.EnergyConversManage.2015,99:210-220.XiaoZX,LuoK-Y.Improveddelayeddetached-eddysimulationofmassiveseparationaroundtriplecylinders.ActaMechSinica.2015,31(6):799-816.FlynnD,HemidaH,BakerC.Ontheeffectofcrosswindsontheslipstreamofafreighttrainandassociatedeffects[J].JournalofWindEngineering&IndustrialAerodynamics,2016,156:14-28.HuangS,HemidaH,YangM.NumericalcalculationoftheslipstreamgeneratedbyaCRH2high-speedtrain[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineersPartFJournalofRail&RapidTransit,2016,230(1).FlynnDetal.Detached-eddysimulationoftheslipstreamofanoperationalfreighttrain[J].JournalofWindEngineering&IndustrialAerodynamics,2014,132:1-12.ZhangJetal.Impactofgro