高速列车开闭机构涡流发生器的气动减阻设计

作     者：孙佰龙 李田 张继业 SUN Bailong;LI Tian;ZHANG Jiye

作者机构：西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室四川成都610031 

出 版 物：《中南大学学报（自然科学版）》 (Journal of Central South University:Science and Technology)

年 卷 期：2024年第55卷第5期

页      面：1834-1845页

核心收录：

学科分类：080103[工学-流体力学] 08[工学] 082304[工学-载运工具运用工程] 080104[工学-工程力学] 080204[工学-车辆工程] 0802[工学-机械工程] 0825[工学-航空宇航科学与技术] 0811[工学-控制科学与工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：国家重点研发计划项目(2020YFA0710902) 国家自然科学基金资助项目(12372049) 中央高校基本科研业务费资助项目(2682023ZTPY036) 

主　　题：高速列车 涡流发生器 流动控制 开闭机构 数值模拟 

摘      要：为了降低列车高速运行受到的气动阻力,采用基于SST(shear stress transport)k−ω湍流模型的雷诺时均法研究高速列车尾车开闭机构位置安装涡流发生器对尾部流动特征以及列车气动载荷的影响。研究结果表明:涡流发生器能显著改变尾车周围的流场,产生一对与原涡流旋向相反的涡流结构,降低尾流涡强度和范围,在尾车安装涡流发生器后,气流流动受到涡流发生器的阻碍产生积聚,从而在尾车表面形成较大的正压区域,降低尾车压差阻力和气动升力;随着涡流发生器安装位置向尾车鼻尖靠近,减升效果逐渐降低,尾车最大减升率为36.8%;尾车阻力随着涡流发生器安装位置向后移动呈现出先减小后增大的趋势,尾车气动阻力最大减阻幅度为4.54%。合理的开闭机构涡流发生器能有效控制尾流结构,进而控制尾车气动力,为高速列车气动减阻提供新思路。