机械工程学报

作者：于梦阁, 李海庆, 刘加利, 李田

单位：1. 青岛大学机电工程学院 青岛 266071;2. 青岛大学自动化与电气工程学院系统科学博士后流动站 青岛 266071;3. 中车青岛四方机车车辆股份有限公司 青岛 266111;4. 西南交通大学牵引动力国家重点实验室 成都 610031

关键词：高速列车,降雨强度,气动性能,离散相,侧偏角；

基金：国家自然科学基金（51705267，51605397）和中国博士后科学基金（2018M630750）资助项目。

为研究强风雨环境对高速列车空气动力学性能的影响，利用Lagrangian discrete phase model模拟雨滴在空气中的运动，并考虑空气与雨滴之间的相互作用，采用相间耦合方法实现强风雨环境模拟。通过开展强风环境下高速列车空气动力学计算及重力作用下的雨滴降落计算，验证计算模型的准确性。在此基础上，开展不同侧偏角、不同降雨强度条件下的高速列车风-雨两相流计算，研究强风雨环境下高速列车的流场特性及气动载荷特性。计算结果表明：当侧偏角相同时，随着降雨强度的增加，受雨滴撞击的影响，头车迎风侧的正压有所增大，头车背风侧的负压有所增大，列车横向气动性能恶化。强风雨环境下，气动载荷系数随着侧偏角和降雨强度的增加而增大，且近似与降雨强度成线性关系。当侧偏角相同时，气动载荷系数增加百分比随着降雨强度的增加而增大；当降雨强度相同时，气动载荷系数增加百分比随着侧偏角的增加而减小。强风雨环境下，高速列车气动载荷系数可以近似拟合为关于侧偏角和降雨强度的二次多项式，且降雨强度的二次项可以忽略不计。

来源：2020年第4期

《机械工程学报》期刊编辑部

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