题目：地面效应下高速列车底部流场数值模拟研究

高速列车底部流场对列车气动阻力 、升力、横向力有较大影响，随着列车运行速度的提高, 其气动力作用对列车的运行性能影响越来越大。本文主要研究分析高速列车在地面效应下，列车底部流动对整车的气动性能的影响。本文应用流体力学计算软件Fluent，数值模拟求解可压缩的N-S方程，采用SST k-ω两方程湍流模型模拟列车物面的湍流效应。本文首先验证了基于SST k-ω的RANS方法对列车底部流动模拟的可靠性，并研究分析了精确计算气动力时壁面法向和切向网格的划分准则；分析了地面效应下列车车轮旋转诱导流场对列车底部流动的影响规律；研究分析了有、无转向架列车简化模型在地面效应下的气动力特性，并进行对比分析。研究发现，壁面法向网格和切向网格在一定的范围内可以保证计算精度；不考虑转向架时，列车车体上的升力均为负升力；列车底部的气动阻力约占总阻力的20%。考虑转向架时，头车上的升力为负的，其它车体上均为正升力；由于车轮旋转诱导流场使底部流动变得复杂，加大了列车底部的气动阻力，约是不考虑转向架时的两倍。