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不同类型横风下高速列车气动性能研究

机械工程学报 2018年第4期54卷 203-211页

作者：王政李田张继业西南交通大学牵引动力国家重点实验室

为研究不同类型风载荷下列车空气动力学性能,数值模拟了列车在均匀风和指数风两种不同类型横风作用下的气动特性。建立列车空气动力学模型,通过网格独立性检验选取合适的仿真计算网格。研究均匀风和指数风对列车迎风侧来流速度、列车气... 详细信息

为研究不同类型风载荷下列车空气动力学性能,数值模拟了列车在均匀风和指数风两种不同类型横风作用下的气动特性。建立列车空气动力学模型,通过网格独立性检验选取合适的仿真计算网格。研究均匀风和指数风对列车迎风侧来流速度、列车气动力、车体表面压力和列车周围流场特性的影响。相比指数风载荷,均匀风条件下列车迎风侧来流速度较大,列车受到的侧力和倾覆力矩要大18%左右。通过对比列车在平地、复线路堤两种轨道基础形式上运行时空气动力学性能差异,发现列车在复线路堤背风侧运行时气动性能较差。研究结果表明:均匀风和指数风载荷作用下的列车气动性能差异较大;在横风作用下头车受到的侧力与倾覆力矩最大,且安全性最差;列车在路堤背风侧轨道运行时受到的气动载荷大于平地运行时的列车气动载荷。

关键词：指数风均匀风列车空气动力学流场分析

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侧风风场特征对高速列车气动性能作用的研究

铁道学报 2011年第4期33卷 22-30页

作者：毛军郗艳红杨国伟北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 中国科学院力学研究所北京100190

侧风风场特征,如均匀风和大气底层边界速度型对高速列车在侧风环境下运行的安全性评估有直接影响。为了准确地评估侧风对在平原上运行的高速列车的影响,基于三维定常可压缩流动的NS方程,采用SSTk-ω两方程湍流模型和有限体积法,对时速35... 详细信息

侧风风场特征,如均匀风和大气底层边界速度型对高速列车在侧风环境下运行的安全性评估有直接影响。为了准确地评估侧风对在平原上运行的高速列车的影响,基于三维定常可压缩流动的NS方程,采用SSTk-ω两方程湍流模型和有限体积法,对时速350 km的动车组在均匀风和大气底层边界速度型风场中的流场和气动力特性分别进行了数值模拟计算和分析。结果表明:对在平原上运行的高速列车而言,作用于列车的气动升力、侧向力及倾覆力矩均随侧风风向角的增大而迅速增大;当风场为大气底层边界速度型时,列车顶部与底部及两个侧面的压力差小于风场为均匀风时的压力差,侧向力及倾覆力矩均小于风场为均匀风时的力及力矩,升力则随侧风风向角的增加具有不确定性。采用均匀风场评估高速列车在平原侧风环境中运行的安全性,会高估侧风对列车运行安全影响的风险,使得过低地限制列车的安全行驶速度,从而影响列车的正常运行效率。建议采用大气底层边界速度型风场进行评估。

关键词：高速列车均匀风大气底层边界速度型数值模拟气动特性

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覆冰实验均匀风场形成方法研究

高压电器 2019年第4期55卷 185-192页

作者：孙利朋蒋正龙赵纯胡建平吴伟王博闻国网湖南省电力公司电力科学研究院长沙410007 国网湖南省电力公司防灾减灾中心国网输变电设备防冰减灾技术实验室长沙410000

风对雨雪冰冻气候下输变电设备表面覆冰有重要的影响,是研究设备覆冰机理、导线融冰的重要参数之一,但在人工环境下获得均匀稳定风的难度很大。文中介绍了具有均匀风功能的人工覆冰气候室的基本情况,基于自由射流理论,通过仿真计算、冰... 详细信息

风对雨雪冰冻气候下输变电设备表面覆冰有重要的影响,是研究设备覆冰机理、导线融冰的重要参数之一,但在人工环境下获得均匀稳定风的难度很大。文中介绍了具有均匀风功能的人工覆冰气候室的基本情况,基于自由射流理论,通过仿真计算、冰风洞缩比试验和人工覆冰气候室实际测试,试验表明:采用吹风方式比吹—吸风方式和吸风方式在风机功率和风的均匀性方面更有优势;通过优化设计风洞结构,可以在人工覆冰气候室内实现稳定的均匀风;均匀风对人工气候室内温度分布影响较小。该研究可以为研究风对输变电设备表面覆冰的影响及覆冰增长规律提供技术支持。

关键词：风洞均匀风人工气候室自由射流理论覆冰

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覆冰输电导线的风致舞动分析

覆冰输电导线的风致舞动分析

作者：丁晨辉厦门大学

学位级别：硕士

在过去几十年内,覆冰输电导线舞动对电力系统造成严重的威胁,国内外很多学者都在致力研究这个问题。目前在均匀风作用下的舞动已经做了比较多的研究,不过脉动风模型更符合实际。本文在均匀风场的基础上,进一步对脉动风场中覆冰输电导线... 详细信息

在过去几十年内,覆冰输电导线舞动对电力系统造成严重的威胁,国内外很多学者都在致力研究这个问题。目前在均匀风作用下的舞动已经做了比较多的研究,不过脉动风模型更符合实际。本文在均匀风场的基础上,进一步对脉动风场中覆冰输电导线的舞动进行了研究。本文首先研究均匀风场中覆冰输电导线的舞动,建立了均匀风场中覆冰输电导线的舞动模型,对导线舞动的稳定性进行分析,通过邓哈托理论和微分方程稳定性理论求临界风速。然后采用多尺度法导出覆冰输电导线舞动振幅的解析解,并与数值模拟的结果作比较。另外针对舞动过程的能量特点,本文还对比了在覆冰形状、覆冰厚度不同的情况下,覆冰输电导线从风场中吸收能量的效果。其次利用脉动风的特征,建立了覆冰输电导线随机振动模型,运用最大李雅普诺夫指数法、奇异边界理论以及矩稳定理论分析覆冰输电导线的起舞条件,确定覆冰输电导线在脉动风场中的临界风速。采用了矩方程的方法以及路径积分法,计算了覆冰输电导线舞动时的位移响应,这些方法的有效性可以通过蒙特卡洛模拟进行验证。最后讨论了覆冰输电导线的几何因素和物理因素对其舞动时位移响应的影响。本文的研究对改善输电导线的设计和布置,消除覆冰输电导线舞动带来的危害,提高输电线路的安全性提供了理论依据。

关键词：覆冰输电导线均匀风脉动风稳定性响应分析