机械工程学报

作者：朱剑月, 吕苏, 陈力, 沈哲

单位：1. 同济大学上海地面交通工具风洞中心 上海 201804;2. 大功率交流传动电力机车系统集成国家重点实验室 株洲 412001;3. 同济大学铁道与城市轨道交通研究院 上海 201804

关键词：高速列车,列车空气动力学,道砟飞砟,延迟分离涡模拟,流动特性；

基金：国家自然科学基金（51875411）、上海市专业技术服务平台（19DZ2290400）和牵引动力国家重点实验室开放课题（TPL1804）资助项目。

高速列车底部流动是形成道砟飞砟的重要原因。基于延迟分离涡模型计算模拟了包含地面的高速列车底部流动特性，结果表明，由于流动分离与湍涡发展，列车周围（尤其在车头、转向架、车厢连接处与尾车等部位）产生了高湍流度非定常流动。车头部位产生的强压力脉动，极易诱发道碴颗粒在列车风作用下产生飞砟。列车底部流场内，与钢轨踏面以下区域相比，踏面以上部位流动湍流发展充分，强度较高，使得道砟颗粒在轮轨动力作用下振离道床面后，易于在流场脉动力作用下产生飞砟。铰接式转向架区域流场，受到车厢连接部位流动干扰，产生较多涡流，湍流强度较大。列车尾迹内形成的大尺度尾涡下洗扫掠道床面形成较强压力脉动，容易导致道碴颗粒被列车风卷起，散落至钢轨面上。因此，车头流线型设计、平顺车厢连接部位与控制列车尾流发展，将有利于降低列车底部流动对于道床面作用、减少飞砟现象发生。

来源：2020年第12期

《机械工程学报》期刊编辑部

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