高速列車隧道會車流場的CFD分離渦數(shù)值模擬
張德文; 盧耀輝; 李望; 畢偉 西南交通大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院; 成都610031; 西南交通大學(xué)先進(jìn)驅(qū)動節(jié)能技術(shù)教育部工程研究中心; 成都610031; 西南交通大學(xué)唐山研究院; 河北唐山063000
關(guān)鍵詞：隧道會車 壓力波 分離渦模擬 頻譜分析 傅里葉變換
摘要：目的研究高速列車隧道會車壓力波及列車尾流特性。方法建立某型高速列車三節(jié)車模型,采用脫體渦方法數(shù)值模擬兩列車以350km/h在隧道內(nèi)等速會車的流場。數(shù)值模擬的空間離散化壓力項、密度項及修正的湍流黏度項使用二階迎風(fēng)格式,動量項使用有界中心差分格式,時間離散采用預(yù)處理二階精度差分格式,用壁面函數(shù)處理隧道壁,使用雷諾時均法作方法對比。計算列車車頭、側(cè)墻及尾車等部位的壓力時間歷程,然后使用傅里葉變換對尾車測點(diǎn)進(jìn)行頻譜分析,最后對尾流中不同位置的湍流強(qiáng)度進(jìn)行分析。結(jié)果頭車所受壓力波動最為劇烈,中間車次之,尾車最小。列車側(cè)墻同一垂向位置不同高度壓力變化相差不大。列車尾渦主頻在3.85Hz附近,其可能對列車橫向振動有一定的影響。結(jié)論尾渦是兩個不斷向后發(fā)展的中等強(qiáng)度渦旋,在充分發(fā)展段,其湍流強(qiáng)度會有一個較為明顯的抬升,之后逐漸減弱。會車側(cè)渦流由于橫向發(fā)展較為迅速,導(dǎo)致其強(qiáng)度較小且減弱速度較快。
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