cca2018风工程全文集版08车辆空气动力学

， 引出了车底部光滑程度越高引起的车底流速越小的现象，但未对转向架影响进行说明。Jönsson[10通过实验比较了车底转向架及轨道形式的简化方案对车底流速及脉动的影响，数值模所使用的模型为两车编组的动车组，缩比1:8。转向架简化形式分别为COMPLEX、高度(H)分别为6.625m和0.4625m。路基与轨道均包含在了计算模型中。地面、路基与与风洞试验进行比较，进行比较的模型将列车附近地面设置为固定区域，图2右。基于基金项目：国家重点研发计划 1转向架与车体几何模

2计算域与边界（H为车高SA-M+中DESLS有更好的处理流场细节的能力-12，但是其在高雷诺数下对资源的过高消耗限值了其应DS属于分离涡DSAS和ESASLSDDSSDS在DS1314。DS15-23。区域使用了混合格式（hybridscheme）LES模型激活区使用有界中心差分格式（boundedcentraldifferencingscheme，其他则使用二阶迎风格式。瞬态项使用了隐式二阶格式。IDDES模型中RANS模型使用的为k-omegaSST模型。和，图 3图4左：车顶压力系数分布；右：车底中心轨面高度位置纵向速度分图4为不同网格对比结果。横坐标表示距离头车鼻尖点距离与车高的比值，x/H。纵MediumFine结果接近。因此综合精度和计算效率考虑，本文后续研究均使用Medium网格进行。结果与分析位置如图5所示。5流场监测线位以COMPLEX为参照，观察图6(a)andb)的车底速度分布。在第一位转向架后方NONEcase。经过第二位转向架后，在第三位转向架之前，速度分布呈现出随转向架越简单而速度越高的规律。第三位转向架之后，COMPLEX的车底速度超SIMPLEcasecase6cdef)z=0.2mNONEcase的速度稍微z=1.4CEN标准对列车风caseCOMPLEXcaseNONEcase引起的列车风已超过了COMPLEXcase。距离轨面较高观察点，SIMPLE边界层发展速度最低，VERYSIMPLE，NONECOMPLEXcase基本变化变化一致，此位置转向架形式对列y=2m，z=0.2mSIMPLEVERYSIMPLE与COMPLEX比较时成立，而单独比较侧面SIMPLEVERYSIMPLE却是更简单的结构速度会更大。且车底最简化的两种转向架情NONE及VERYSIMPLEcaseNONEcase引起的流速也高于COMPLEXcase。这说明流速的高低并不是由单一的转向架结构复杂程度决定。引起此8。这些来源Cascade过程的不同，越多尺度的小涡与大涡进行混合，能量消耗的越快。流动能量可以从NONEcaseVERYSIMPLESIMPLECOMPLEX则比较接近。车体侧面速度波动最大的也是NONEcase，但COMPLEXcase紧随其后，再者是VERYSIMPLE与SIMPLEcase，速度脉动大小分布规律与速度大小分布规律十分吻合。距离转向架越远，速度脉动越小，在y=3m,z=1.4m位置无量纲速度标准差已降到0.05以下。SIMPLEVERYSIMPLEcase的速度及标准差均小于COMPLEXcase，可见流场还受具体 6列车周围无量纲速度分布(az=-0.15my=0m;bz=-0.05my=0mcz=0.2my=2m;(dz=0.2my=3mez=1.4y=2m;and(f)z=1.4m,y=3 76对应的无量纲速度标准差分布(az=-0.15my=0mbz=-0.05my=0m;cz=0.2my=2m;dz=0.2my=3(e)z=1.4m,y=2m;and(f)z=1.4m,y=3

8涡量图，Q=20000，以速度渲9给出了列车顶部底部纵向压力分布。虽然使用的转向架结构不同，但是顶部的压力10NONE工况在转向架舱端板区域显11可以看出，转向架细节越少，头尾车车律而尾车先是持平而后上升。对车体而言，相比COMPLEX工况，最简化的NONE工况头尾车阻力分别增加了41.9%和48.0%。对同时考虑车体和转向架的总阻力，NONE工况下整车阻10.75%。由于车底负压的增加，NONECOMPLEX分别增长33.3%和下降28.8%。转向架的升力自然也是随着简化增加逐渐减小。在VERYSIMPLE这一工况中，转向架阻力已十分小，因此在图11中也比较难辨别。9左：顶部压力系数；右：底部压力系10.车底压力分布云图图.11.左：阻力；右：升力结3m位置转向架简化影响已经很小。车体侧面气流，列车风，也受到了转COMPLEXNONE工况均能给出较关注3m位置列车风，可使用无中心主体结构的转向架甚至仅保留转向架舱即可。空一CENEuropeanStandard.2013.Railwayapplications-aerodynamics.Part4:requirementsandtestproceduresforaerodynamicsonopentrack,CENEN14067-4.HemidaH,KrajnovićS.ExploringFlowStructuresAroundaSimplifiedICE2TrainSubjectedtoA30°SideWindUsingLES[J].EngineeringApplicationsofComputationalFluidMechanics,2009,3(1):28-41.HemidaH,GilN,BakerC.LESoftheSlipstreamofaRotatingTrain[J].JournalofFluidsEngineering,2010,Munoz-PaniaguaJ,GarcíaJ,LehugeurB.EvaluationofRANS,SASandIDDESmodelsforthesimulationoftheflowaroundahigh-speedtrainsubjectedtocrosswind[J].JournalofWindEngineering&IndustrialAerodynamics,2017,171:50-66.ÖsthJetal.Cluster-basedreduced-ordermodellingoftheflowinthewakeofahigh-speedtrain[J].JournalofWindEngineering&IndustrialAerodynamics,2015,145:327-338.BellJRetal.Theeffectoftailgeometryontheslipstreamandunsteadywakestructureofhigh-speedtrains[J].ExperimentalThermal&FluidScience,2017,83:215-230.ZhuJY,HuZW.Flowbetweenthetrainunderbodyandtrackbedaroundthebogieareaanditsimpactonballastflight[J].JournalofWindEngineering&IndustrialAerodynamics,2017,166:20-28.KaltenbachHJ,GautierPE,AgirreG,OrellanoA,Schroeder-BodensteinK,TestaM,TielkesT.Assessmentoftheaerodynamicloadsonthetrackbedcausingballastprojection:resultsfromtheDEUFRAKOprojectaerodynamicsinopenair(AOA).InProceedingsoftheWorldCongressonRailresearch,Seoul,SouthKorea,IdoA,SaitouS,NakadeK,IikuraS.Studyonunder-floorflowtoreduceballastflyingphenomena.ProceedingsoftheWorldCongressonRailResearch,Seoul,SouthKorea,PaperS,2008.JönssonMetal.ParticleImageVelocimetryoftheunderfloorflowofgenerichigh-speedtrainmodelsinawatertowing[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineersPartFJournalofRail&RapidTransit,2014,228(2):194-209.KrajnovićSetal.Largeeddysimulationoftheflowaroundasimplifiedtrainmovingthroughacrosswindflow[J].JournalofWindEngineering&IndustrialAerodynamics,2012,110(110):86-99.ÖsthJ,KrajnovićS.AstudyoftheaerodynamicsofagenericcontainerfreightwagonusingLarge-EddySimulation[J].JournalofFluids&Structures,2014,44(1):31-51.MenterFR.Two-equationeddy-viscosityturbulencemodelsforengineeringapplications.AIAAJ.2012,GritskevichMSetal.DevelopmentofDDESandIDDESformulationsforthek-ωshearstresstransportmodel.FlowTurbulCombust.2012,88(3):431-449.ShurMLetal.AhybridRANS-LESapproachwithdelayed-DESandwall-modelledLEScapabilities.IntJHeatFluidFlow.2008,29(6):1638-1649.GhasemianM,NejatA.Aerodynamicnoisepredictionofahorizontalaxiswindturbineusingimproveddelayeddetachededdysimulationandacousticogy.EnergyConversManage.2015,99:210-220.XiaoZX,LuoK-Y.Improveddelayeddetached-eddysimulationofmassiveseparationaroundtriplecylinders.ActaMechSinica.2015,31(6):799-816.FlynnD,HemidaH,BakerC.Ontheeffectofcrosswindsontheslipstreamofafreighttrainandassociatedeffects[J].JournalofWindEngineering&IndustrialAerodynamics,2016,156:14-28.HuangS,HemidaH,YangM.NumericalcalculationoftheslipstreamgeneratedbyaCRH2high-speedtrain[J].ProceedingsoftheInstitutionofMechanicalEngineersPartFJournalofRail&RapidTransit,2016,230(1).FlynnDetal.Detached-eddysimulationoftheslipstreamofanoperationalfreighttrain[J].JournalofWindEngineering&IndustrialAerodynamics,2014,132:1-12.ZhangJetal.Impactofgro