桥梁截面形式对列车横风气动特性的影响

1

作者 赵延佳 李志伟 +2 位作者 黄莎 郑晨 曾广志 《五邑大学学报(自然科学版)》 2025年第1期46-54,共9页

高速铁路线路建设中桥线比例高、断面形式多,在环境风条件下,不同桥梁形式断面与高速列车结构耦合对车辆周围气流流动影响显著,甚至影响列车行车安全.本文采用数值模拟方法求解三维N-S方程,对工程中常用的6种高速铁路桥梁形式下的列车... 高速铁路线路建设中桥线比例高、断面形式多,在环境风条件下,不同桥梁形式断面与高速列车结构耦合对车辆周围气流流动影响显著,甚至影响列车行车安全.本文采用数值模拟方法求解三维N-S方程,对工程中常用的6种高速铁路桥梁形式下的列车横风气动特性进行仿真.计算结果表明,列车在穿过横风风速为40 m/s的风场时,综合上下线工况,桥梁U-B和R-B对列车的倾覆力矩系数影响较小,而桥梁CW-B和CS-B对列车的倾覆力矩系数影响较大;同一桥梁上运行时,上行线的气动力系数大于下行线的,当横风风速为40 m/s、列车在6种桥梁运行时,上下行线之间其平均横向力系数、升力系数和倾覆力矩系数分别相差56.9%、17.0%和14.2%;同一横风风速下,桥梁的几何形状会直接影响列车的迎风面风压,对列车运行安全性有着较大影响,同时桥梁的高度也会影响列车的气动载荷. 展开更多

关键词 铁路桥梁截面 高速列车 横风 气动特性 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

路堑过渡段对高速列车气动荷载的影响:基于IDDES方法 被引量：3

2

作者 赵伦 邓锷 +3 位作者 杨伟超 倪一清 赵文 罗禄森 《Journal of Central South University》 SCIE EI CAS CSCD 2024年第3期989-1002,共14页

当高速列车在横风条件下通过路堑过渡段时,列车的气动荷载将发生显著变化。本文基于改进的延迟分离涡湍流模型建立了列车-路基-风的三维空气动力学耦合模型,重点探讨了路堑深度对列车气动载荷变化和气动性能恶化的影响,揭示了相应的列... 当高速列车在横风条件下通过路堑过渡段时,列车的气动荷载将发生显著变化。本文基于改进的延迟分离涡湍流模型建立了列车-路基-风的三维空气动力学耦合模型,重点探讨了路堑深度对列车气动载荷变化和气动性能恶化的影响,揭示了相应的列车周围流场的演化机制。结果表明:当路堑深度为6 m时,头车所受的气动冲击能量最高。在列车完全驶入下一运行场景后,随着路堑深度的增大,来流对列车气动荷载的影响减弱,相应的波动幅度降低。头车气动载荷的突变幅值与风速近似满足线性正相关关系。 展开更多

关键词 高速列车 路堑过渡段 气动荷载 流场 横风

在线阅读 下载PDF 职称材料

兰新高铁典型过渡段区域列车气动性能及运行安全性分析

3

作者 韩英 陈光 《机车电传动》 2024年第5期106-116,共11页

自2023年7月1日全路运行图大调整后,25T普速旅客列车大范围上兰新客专线,因此急需对普速旅客列车在兰新高铁的风限条件进行研究,在确保安全的前提下,尽量提升风限条件以降低行车调度指挥难度,避免频繁停轮。文章基于三维、非定常、不可... 自2023年7月1日全路运行图大调整后,25T普速旅客列车大范围上兰新客专线,因此急需对普速旅客列车在兰新高铁的风限条件进行研究,在确保安全的前提下,尽量提升风限条件以降低行车调度指挥难度,避免频繁停轮。文章基于三维、非定常、不可压缩Realizable k-ε的尺度解析混合湍流模型探究了4车编组25T普速旅客列车通过K3017、K3018、K3030和K3038一共4处典型地段的气动载荷特性及流场特性,明确了4处过渡段线路上速度分布突变区域,分析了列车瞬态气动载荷的激化原因,基于构建的车辆系统动力学模型分析了25T普速旅客列车的倾覆系数与脱轨系数,进而明确了25T普速旅客列车通过兰新高铁典型防风设施过渡段时的临界风速曲线。列车运行速度分别为40 km/h、80 km/h、120 km/h和160 km/h时,所对应的临界风速值分别为45.4 m/s、41.6 m/s、39.1 m/s和34.9 m/s,较目前既有的兰新客专有挡风墙区段普速旅客列车遇大风天气行车限速的规定值有了较大的提升。 展开更多

关键词 横风 兰新高铁 过渡段 防风设施 高速铁路 高寒铁路

原文传递

百叶窗开度对间接空气冷却塔冬季防冻的影响 被引量：12

4

作者 顾红芳 王海军 +1 位作者 陈琦 顾玉强 《热力发电》 CAS 北大核心 2016年第4期70-75,共6页

针对低温环境及负荷减小时,间接空冷系统管内水至冰点状态导致传热管变形开裂,威胁机组安全运行问题,对某2×350 MW机组垂直间接空气冷却塔(间冷塔)在冬季低温环境下的散热情况进行数值模拟。通过调节间冷塔百叶窗开度获得间冷塔的... 针对低温环境及负荷减小时,间接空冷系统管内水至冰点状态导致传热管变形开裂,威胁机组安全运行问题,对某2×350 MW机组垂直间接空气冷却塔(间冷塔)在冬季低温环境下的散热情况进行数值模拟。通过调节间冷塔百叶窗开度获得间冷塔的不同流场和温度场,据此,分析研究了百叶窗开度对间冷塔散热能力的影响。结果表明:仅降低迎风、背风区域的百叶窗开度,反而会恶化其他扇段的运行环境,增加冻结危险,建议在冬季低温、低负荷防冻运行时,采用调节全部百叶窗的方式;所有百叶窗开度调至适合值时可使间冷塔出水温度高于其极限出水温度(20℃),可保证散热器管束极低温运行的安全性。 展开更多

关键词 垂直间冷塔 防冻 扇段 百叶窗开度 迎风 背风 侧风 出水温度 数值模拟

在线阅读 下载PDF 职称材料

横风作用下载重汽车在复杂路段运行的安全模型 被引量：7

5

作者 田林 许金良 张莹 《长安大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2015年第3期21-26,共6页

为提高横风作用下载重汽车在复杂路段运行的安全性,通过风攻角0°和90°这2种不同工况下的风洞试验模拟强风作用对载重汽车运行安全的影响,建立了载重汽车气动力六分力坐标系,获得了作用于载重汽车的风作用六分力系数,利用空气... 为提高横风作用下载重汽车在复杂路段运行的安全性,通过风攻角0°和90°这2种不同工况下的风洞试验模拟强风作用对载重汽车运行安全的影响,建立了载重汽车气动力六分力坐标系,获得了作用于载重汽车的风作用六分力系数,利用空气动力学公式对作用于载重汽车的六分力进行了量化,对影响横风作用下复杂路段载重汽车运行安全的风险因素进行研究;在此基础上,对在横风作用下运行在弯道路段的载重汽车进行受力分析,利用Matlab仿真软件建立了载重汽车在弯道路段侧翻和侧滑的安全运行速度模型,提出了横风作用下复杂路段载重汽车的限速标准,并将限速标准应用于横风作用影响较大的弯道路段。研究结果表明:提出的限速标准减少了强横风弯道路段载重汽车交通事故的发生,为强横风地区复杂路段的限速方案提供了参考,对强风地区复杂路段载重汽车的运行安全起到了一定的保障作用。 展开更多

关键词 道路工程 载重汽车 横风 复杂路段 安全 风洞试验

原文传递

横向风作用下某CRH6型动车组在不同线路断面结构下运行的气动特性分析

6

作者 周鹏 曹从咏 宣守旺 《城市轨道交通研究》 北大核心 2019年第9期117-121,共5页

根据三维定常不可压N-S方程和k-ε方程湍流模型,通过CFD流体分析软件对时速180 km的某CRH6型动车组在平地、路堤、桥梁等不同线路断面结构上运行时受到横向风作用时的气动流场进行了数值模拟,计算了不同风速下头车、中间车、尾车的气动... 根据三维定常不可压N-S方程和k-ε方程湍流模型,通过CFD流体分析软件对时速180 km的某CRH6型动车组在平地、路堤、桥梁等不同线路断面结构上运行时受到横向风作用时的气动流场进行了数值模拟,计算了不同风速下头车、中间车、尾车的气动力系数,分析了列车气动特性变化规律。研究结果表明:在横向风作用下,列车在路堤上的气动特性明显不同于平地上、桥梁上的气动特性,在路堤上受到的气动升力最大,平地上最小;随着风速增大,在不同线路断面结构下,头车、中间车、尾车的气动特性变化差异较大,其中,头车的气动性能最差;头车、尾车的阻力系数较大,列车头部流线型较差,需要进一步优化设计。 展开更多

关键词 铁路 动车组 横向风 线路断面结构 气动特性 气动参数

在线阅读 下载PDF 职称材料

基于橫风非定常的CRH_6横截面优化研究 被引量：6

7

作者 常宁 梁习锋 +4 位作者 黄尊地 尹志春 黄俞铭 郑炯杰 莫广杏 《铁道科学与工程学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第11期2730-2737,共8页

结合Lisp语言参数化建模和列车空气动力学横风非定常理论,对高架上运行的CRH_6型城际动车组横断面进行优化研究。在对正交试验的参数化模型划分网格的基础上,进行充分的横风定常计算,进行非定常计算记录监测数据,研究列车周围的非定常... 结合Lisp语言参数化建模和列车空气动力学横风非定常理论,对高架上运行的CRH_6型城际动车组横断面进行优化研究。在对正交试验的参数化模型划分网格的基础上,进行充分的横风定常计算,进行非定常计算记录监测数据,研究列车周围的非定常流场特性,对数据进行时域和频域特性的分析,得到优化方案。研究结果表明:定常横风作用下,列车气动力及周围流场都呈现明显的非定常特性,并有周期性;非定常主振频率与来流横风风速呈线性递增关系,在0～3 Hz范围内;综合考虑倾覆力矩的最大值和幅值对列车运行安全的影响,最终确定CRH_6横断面优化结果。 展开更多

关键词 横风 非定常 横断面 优化研究 倾覆力矩

在线阅读 下载PDF 职称材料

长江航道江苏段强风和强横风的时空分布特征研究 被引量：9

8

作者 刘菡 包云轩 +1 位作者 袁成松 谢晓金 《自然灾害学报》 CSCD 北大核心 2014年第4期155-169,共15页

利用长江航道江苏段2009-2012年AWMS实测数据,分析了强风和强横风的时空分布特征,探讨了大气背景、地理环境等因素对强风和强横风发生的影响,建立了适用于该航道的风压分级预警机制。研究表明:(1)强风和强横风的日变化和季节变化规律相... 利用长江航道江苏段2009-2012年AWMS实测数据,分析了强风和强横风的时空分布特征,探讨了大气背景、地理环境等因素对强风和强横风发生的影响,建立了适用于该航道的风压分级预警机制。研究表明:(1)强风和强横风的日变化和季节变化规律相似。(2)每月极端最大风速都超过10 m/s,达到了最大风和极大风事件的标准。(3)局地地理环境差异对不同航段强横风发生频率有不同的影响。(4)强风盛行风向多属于强横风,整体上,偏北风频率高于偏南风,偏西风频率高于偏东风。(5)综合考虑风向和风速的时空变化,建立了水上交通风压的"四级预警"机制,回代计算发现风压预警等级的分布与地形分布密切相关,呈中间等级高、频率多,东、西段等级低、频率少的格局。 展开更多

关键词 长江航道江苏段 强风 横风 时空变化 风压

原文传递

半堤半堑路况上横风下高速列车气动特性研究 被引量：3

9

作者 杨超 李灵飞 杨晓霞 《华东交通大学学报》 2019年第3期1-6,共6页

为研究在半堤半堑过渡段上行驶的高速列车在横风下的气动特性,以3编组高速列车作为研究对象,结合SSTk-ω两方湍流方程,采用流体仿真软件Fluent对行驶速度分别为250,300km/h和350km/h,横风风速分别为15,20,25m/s下半堤半堑路况上高速列... 为研究在半堤半堑过渡段上行驶的高速列车在横风下的气动特性,以3编组高速列车作为研究对象,结合SSTk-ω两方湍流方程,采用流体仿真软件Fluent对行驶速度分别为250,300km/h和350km/h,横风风速分别为15,20,25m/s下半堤半堑路况上高速列车的气动特性进行了仿真研究。研究结果表明,在相同风速与相同车速下,头车受到的侧向力和倾覆力矩最大,中间车受到的气动升力最大;随着车速与风速的增大,各列车的气动特性值均有不同程度的增大;风速对列车侧向力和倾覆力矩的影响大于车速的影响。 展开更多

关键词 高速列车 气动特性 半堤半堑 横风

在线阅读 下载PDF 职称材料

侧风作用下货车和小汽车行驶稳定性对比分析 被引量：7

10

作者 陈丰 彭浩荣 +1 位作者 邵晓君 潘晓东 《哈尔滨工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2021年第9期10-16,共7页

为对比侧风作用下货车和小汽车的行驶稳定性,基于8自由度驾驶模拟器,构建了侧风作用下山区高速公路桥隧连接段驾驶模拟平台。招募30名驾驶员进行6种侧风工况下的驾驶模拟实验,采集侧风作用下的侧向位移、横摆角速度、侧向加速度等车辆... 为对比侧风作用下货车和小汽车的行驶稳定性,基于8自由度驾驶模拟器,构建了侧风作用下山区高速公路桥隧连接段驾驶模拟平台。招募30名驾驶员进行6种侧风工况下的驾驶模拟实验,采集侧风作用下的侧向位移、横摆角速度、侧向加速度等车辆动态响应和驾驶员反应数据,探讨厢式货车和小汽车的侧滑稳定性、横摆稳定性以及侧翻稳定性。并基于静态稳定系数提出了侧倾比的概念,用于比较不同车型的抗侧翻能力。研究结果表明:在桥隧连接段行驶时,侧风作用下小汽车更易产生侧滑,但厢式货车在持续侧风作用下的侧向偏移更严重;驾驶小汽车相对于驾驶厢式货车能较快地对侧风环境做出响应,侧风感知时间较短;侧风作用下厢式货车更易出现侧翻失稳现象,且在驶出侧风作用区域后仍存在一定侧翻风险。 展开更多

关键词 桥隧连接段 行驶稳定性 驾驶模拟器 货车与小汽车 侧风作用

在线阅读 下载PDF 职称材料

超高宽比矩形烟囱的横风向风振效应探讨 被引量：1

11

作者 黎冠坤 严姣 《建筑结构》 北大核心 2023年第S01期343-348,共6页

随着社会进步和发展理念的转变,工业建筑的去工业化设计要求越来越多,烟囱作为工业厂房标志性构筑物,常被列为改造对象。为打破圆形烟囱固有的观感,矩形钢筋混凝土烟囱被普遍采用。现在工业烟囱高度一般不低于80m,由于烟囱的功能单一,... 随着社会进步和发展理念的转变,工业建筑的去工业化设计要求越来越多,烟囱作为工业厂房标志性构筑物,常被列为改造对象。为打破圆形烟囱固有的观感,矩形钢筋混凝土烟囱被普遍采用。现在工业烟囱高度一般不低于80m,由于烟囱的功能单一,设计规范对钢筋混凝土烟囱的水平位移限值要求不高(H/100),烟囱的高宽比普遍大于8。横风向风振等效风荷载的规范公式只适用于高宽比4~8的情况,当设计折算风速大于10或高宽比大于8,可能发生不利并且难以准确估算的气动弹性现象,不宜采用附录H2计算方法,建议进行专门的风洞试验研究。但风洞试验需要时间和成本,不是每个项目都具备风洞试验条件,在没有风洞试验数据的情况下如何进行超高宽比横风向风振计算,如何保证烟囱的结构安全,是设计人员面对的现实问题。通过多个设计案例分析,提出解决方案,供同行参考。 展开更多

关键词 烟囱 圆形截面 矩形截面 高宽比 横风向风振 雷诺数 临界风速 折算风速 涡激振动 漩涡脱落 广义力功率谱 折算频率

在线阅读 下载PDF 职称材料

强侧风作用下桥隧连接段行车仿真与安全性分析 被引量：1

12

作者 惠冰 刘伟 +1 位作者 周宇坤 李淑琪 《吉林大学学报（工学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第8期2312-2320,共9页

为掌握强侧风对桥隧连接段小型车辆行驶安全性影响,应用CARSIM进行车辆动力学仿真,对风-车-路耦合仿真模型参数进行标定;通过对车型、车速、风速、风向角的不同组合共120种仿真工况的分析,得出了各种工况下车辆侧偏距离与反应时间的关系... 为掌握强侧风对桥隧连接段小型车辆行驶安全性影响,应用CARSIM进行车辆动力学仿真,对风-车-路耦合仿真模型参数进行标定;通过对车型、车速、风速、风向角的不同组合共120种仿真工况的分析,得出了各种工况下车辆侧偏距离与反应时间的关系;利用正交实验和方差分析找出了汽车横向稳定性的显著影响因素。研究表明:影响汽车行驶稳定性因素由大到小依次为风向角、车速、车型、风级;车身截面迎风面积越大、车宽越宽,侧风作用越明显,在120 km/h车速、9级风、90°风向角开环情况下,轿车安全反应时间仅为2.7 s,SUV安全反应时间仅为2.3 s。研究结果可为侧风区高速行驶自动驾驶车辆的安全性评估和控制策略设计提供参考。 展开更多

关键词 汽车动力学 空气动力学 CARSIM仿真 行车安全评估模型 山区强侧风 桥隧连接段

原文传递