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铁道车辆抗横风振动加速度估算

国外铁道机车与动车 2025年第1期 38-44,48页

作者： [日]H.KANEMOTO 周贤全(译) 张霓虹(校) 不详

通常采用“RTRI详细方程”来评估临界倾覆风速。该方程将车体横向振动惯性力视为影响倾覆的关键作用力,而横向振动加速度则是基于以往运行试验结果的假定。研究表明,利用强横风下车体重心处的横向振动加速度仿真数据,能够精确计算出临... 详细信息

通常采用“RTRI详细方程”来评估临界倾覆风速。该方程将车体横向振动惯性力视为影响倾覆的关键作用力,而横向振动加速度则是基于以往运行试验结果的假定。研究表明,利用强横风下车体重心处的横向振动加速度仿真数据,能够精确计算出临界倾覆风速。此外,文章还提出一种创新方法,即利用轨道定位不平顺数据来估算横向振动加速度。

关键词：横风临界倾覆风速 RTRI详细方程横向振动加速度车辆动力学仿真定位

高速列车横风下驶出隧道的动力学性能研究（英文）

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Journal of Zhejiang University-Science A(Applied Physics & Engineering) 2025年第1期 21-36页

作者：胡彦霖閤鑫凌亮昌超王开云西南交通大学轨道交通运载系统全国重点实验室中车青岛四方机车车辆股份有限公司

目的：高速列车在强风环境驶出隧道会受到突变气动载荷影响。本文旨在探讨风速和风向对车辆气动特性和动力学性能的影响，研究横风和隧道综合影响下车辆运行的安全性，以期为工程实践提供参考。创新点：1.探究了风向对车辆驶出双线隧道... 详细信息

目的：高速列车在强风环境驶出隧道会受到突变气动载荷影响。本文旨在探讨风速和风向对车辆气动特性和动力学性能的影响，研究横风和隧道综合影响下车辆运行的安全性，以期为工程实践提供参考。创新点：1.探究了风向对车辆驶出双线隧道时的气动特性和动力学响应的影响规律；2.通过列车-轨道耦合动力学模型确定了影响行车安全的风速限值。方法：1.采用已验证的建模方法建立高速列车驶出隧道的气动特性分析模型，并计算列车驶出隧道过程中作用于车身的时变气动载荷；2.根据车辆实际动力学参数建立列车-轨道耦合动力学模型，并分析时变载荷影响下车辆的动力学响应特征；3.统计与分析不同风速和风向条件下车辆的轮轨安全性指标来确定影响行车安全的风速阈值。结论：1.作用于头车的气动载荷冲击最大，且与风速呈较明显的正相关关系；2.双线隧道近墙侧来风可引起更大幅度的瞬态气动载荷变化，所以对行车安全影响更大；3.突变气动载荷可引起车身0.5～3.0 Hz的低频晃动，且风速超过20 m/s将使头车运行的安全性迅速恶化。

关键词：高速列车空气动力学特性动力学性能横风数值仿真

横风下流线箱型桥-轨道交通车辆气动干扰风洞实验研究

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振动与冲击 2017年第5期36卷 95-101页

作者：邹云峰何旭辉郭向荣何玮贺俊中南大学土木工程学院长沙410075 高速铁路建造技术国家工程实验室长沙410075 中国建筑第五工程局有限公司长沙410004

轨道交通车辆与桥梁间存在显著的气动干扰,但现有研究大多以流线型高铁车辆和钝体外形的简支梁桥为研究对象,且往往重点关注桥梁对车辆气动力大小的影响。以某流线箱型轨道专用桥和钝体外形的轨道交通车辆为背景,首先通过刚性节段模型... 详细信息

轨道交通车辆与桥梁间存在显著的气动干扰,但现有研究大多以流线型高铁车辆和钝体外形的简支梁桥为研究对象,且往往重点关注桥梁对车辆气动力大小的影响。以某流线箱型轨道专用桥和钝体外形的轨道交通车辆为背景,首先通过刚性节段模型测力试验,利用开发的车-桥系统气动力同步分离装置对不同风攻角、车桥组合方式下车辆和桥梁各自的气动力进行测试,分析横风下车桥间气动干扰对车辆、主梁和车桥系统所受总体气动力的影响规律;然后结合烟线法获得的车桥系统绕流场显示结果,揭示车桥间气动干扰机理。研究成果可为以后典型车桥组合工况下车、桥气动力经验公式的提出奠定基础,以及深入认识车桥间气动干扰机理提供参考。

关键词：横风流线箱型桥轨道交通车辆气动干扰车-桥系统风洞实验

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横风下高速列车通过挡风墙动力学性能

铁道学报 2012年第7期34卷 30-35页

作者：李田张继业张卫华西南交通大学牵引动力国家重点实验室四川成都610031

基于列车空气动力学和列车系统动力学数值模拟横风下高速列车通过挡风墙的动力学性能。以运行速度为350km/h的高速列车通过一类挡风墙为例,分析高速列车通过挡风墙的气动力和动力学响应。当高速列车进入和离开挡风墙时,列车的安全性和... 详细信息

基于列车空气动力学和列车系统动力学数值模拟横风下高速列车通过挡风墙的动力学性能。以运行速度为350km/h的高速列车通过一类挡风墙为例,分析高速列车通过挡风墙的气动力和动力学响应。当高速列车进入和离开挡风墙时,列车的安全性和舒适性指标明显变差。当横风速度为9.56m/s时,车体横向振动加速度最大值达到2.5m/s2;当横风速度为15.0m/s时,列车的脱轨系数超过0.7且轮重减载率超过0.8。在此基础上提出一类具有缓冲装置的挡风墙,使高速列车通过挡风墙时的安全性和舒适性明显改善。

关键词：高速列车横风挡风墙空气动力学

横风作用下高速列车转向架非定常空气动力特性

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中南大学学报（自然科学版） 2014年第5期45卷 1705-1714页

作者：郗艳红毛军高亮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

针对CRH型动车组的真实外形,采用分离涡数值计算方法,对横风中高速列车转向架的非定常空气动力特性进行研究。得到各个转向架气动荷载的时域特性、频域特性以及转向架周围非定常流动结构。研究结果表明,横风中高速列车转向架处流场非常... 详细信息

针对CRH型动车组的真实外形,采用分离涡数值计算方法,对横风中高速列车转向架的非定常空气动力特性进行研究。得到各个转向架气动荷载的时域特性、频域特性以及转向架周围非定常流动结构。研究结果表明,横风中高速列车转向架处流场非常紊乱,伴生出许多分离涡;转向架所受的空气动力存在非常明显的非定常性;各个转向架空气动力的功率谱密度存在明显峰值,若转向架或转向架中某些弹性体的固有频率与它们耦合,则易出现共振进而失稳的情况。本研究可以为高速列车局部减阻优化设计和提高高速列车自身的抗风性能设计提供参考。

关键词：转向架横风功率谱密度非定常空气动力高速列车

横风作用下钢桁梁桥上列车气动导纳的风洞试验研究

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振动与冲击 2018年第2期37卷 150-155页

作者：马存明段青松廖海黎西南交通大学桥梁工程系成都610031 西南交通大学风工程试验研究中心成都610031

大跨度钢桁梁悬索桥对风作用敏感,桥上列车周围的流场也会受到较大影响,横风作用下考虑钢桁梁影响的列车气动力的研究十分必要。以某大跨度钢桁梁悬索桥为例,在风洞试验室建立两种大气紊流场,基于测压法分析静止于钢桁梁上列车气动力,... 详细信息

大跨度钢桁梁悬索桥对风作用敏感,桥上列车周围的流场也会受到较大影响,横风作用下考虑钢桁梁影响的列车气动力的研究十分必要。以某大跨度钢桁梁悬索桥为例,在风洞试验室建立两种大气紊流场,基于测压法分析静止于钢桁梁上列车气动力,得到频域内列车的等效气动导纳以及抖振力的跨向相关性,且考虑了攻角、紊流场、列车位置等影响因素,也指出了进一步的研究方向,为类似桥梁上列车运行的舒适性研究提供了一定的指导。

关键词： n钢桁桥列车气动导纳横风风洞试验

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横风作用下敞车的气动性能研究

中国铁道科学 2006年第3期27卷 73-78页

作者：何华田红旗熊小慧梁习锋中南大学轨道交通安全实验室湖南长沙410075

以C64型敞车为原型车，利用二维定常不可压缩Navier-Stokes方程和两方程紊流模型，采用有限体积法，对横风作用下静止的无导流板满载敞车、无导流板空敞车、有导流板空敞车的气动力进行数值模拟计算。计算结果表明：当横风速度在20．7... 详细信息

以C64型敞车为原型车，利用二维定常不可压缩Navier-Stokes方程和两方程紊流模型，采用有限体积法，对横风作用下静止的无导流板满载敞车、无导流板空敞车、有导流板空敞车的气动力进行数值模拟计算。计算结果表明：当横风速度在20．7～46．1m·s^-1时，气动力系数的变化幅度不大，可近似作为常数来对待。在20．7m·s^-1的横风速度下，满载敞车所受侧向力小于空敞车，而升力和倾覆力矩则有所增加，因此敞车装载情况对横风作用下敞车受到的气动力有比较大的影响。敞车侧墙加装导流板后，所受到的气动力没有明显变化。

关键词：敞车气动力导流板横风

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横风作用下货车篷布结构强度计算

中南大学学报（自然科学版） 2012年第8期43卷 3280-3286页

作者：熊小慧梁习锋中南大学轨道交通安全教育部重点实验室湖南长沙410075 中南大学交通运输工程学院湖南长沙410075

采用基于CFD和CSD的准静态耦合方法对横风作用下货车篷布结构强度进行分析。首先建立横风作用下货车篷布数值模拟计算模型,得到不同运行工况下货车篷布表面压力分布;随后建立篷布索膜结构强度计算模型,以篷布表面压力分布为加载载荷,运... 详细信息

采用基于CFD和CSD的准静态耦合方法对横风作用下货车篷布结构强度进行分析。首先建立横风作用下货车篷布数值模拟计算模型,得到不同运行工况下货车篷布表面压力分布;随后建立篷布索膜结构强度计算模型,以篷布表面压力分布为加载载荷,运用非线性有限元分析方法对不同运行工况下的篷布强度进行数值模拟计算。研究结果表明:货车以速度120 km/h在大风地区运行,当横风风速小于41.4 m/s时,采用双层焊接结构的无网篷布所受最大主应力小于篷布许用应力;当横风风速小于54 m/s时,采用双层焊接结构的有防风网篷布所受最大主应力小于篷布许用应力,满足篷布安全运行要求;篷布顶面和篷布网眼位置的最大位移和最大主应力随着货车运行速度和横风风速的增加而增大,横风风速对篷布最大位移和最大主应力的影响大于货车速度对其的影响。

关键词：货车篷布横风气动力结构强度

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横风下高速列车突入隧道瞬变压力及列车风

振动与冲击 2022年第3期41卷 27-36页

作者：王磊骆建军李飞龙北京交通大学土木建筑工程学院北京100044 北京交通大学城市地下工程教育部重点实验室北京100044 北京交通大学结构风工程与城市风环境北京市重点实验室北京100044

针对高速列车在横风下突入隧道的普遍情形,考虑空气的非定常、可压缩湍流特性,建立列车-隧道-横风三维数值模型,对比研究有无横风条件下列车突入过程中隧道内的瞬变压力变化规律和列车风特性。通过将数值计算结果与现场实测数据进行对比... 详细信息

针对高速列车在横风下突入隧道的普遍情形,考虑空气的非定常、可压缩湍流特性,建立列车-隧道-横风三维数值模型,对比研究有无横风条件下列车突入过程中隧道内的瞬变压力变化规律和列车风特性。通过将数值计算结果与现场实测数据进行对比,验证了数值方法的准确性。研究结果表明:与无横风情况相比,列车在横风中高速驶入时隧道入口周围的瞬变压力和列车风发生明显变化;在尾车完全驶入前,横风对背风侧气动压力的影响程度比迎风侧的大,其中头车突入时对隧道入口气动压力的影响最为显著;横风对隧道内气动压力和列车风的影响范围有限,当横风速度为24.4 m/s时,隧道内受影响距离为50 m;头车突入隧道时,横风对列车背风侧列车风的影响较大,而尾车完全驶入时,横风对列车迎风侧的列车风的影响比较严重。横风效应是列车背风侧气动压力和气流速度大幅波动的根本原因。

关键词：高速列车隧道横风瞬变压力列车风流场