● 摘要
随着高速列车技术的不断发展，列车速度不断提高，高速列车的空气动力学问题变得越发显著，而横风效应就是其中一项重要因素。横风不仅对列车气动阻力影响显著，对列车的升力，侧向力和翻滚力矩等也有着十分重要的影响，而这些都是评估列车稳定性的重要标准。在横风效应下，不同截面形状的列车所受到的气动力也不尽相同，因此研究不同外形的列车在横风作用下的受力情况，比较分析各种列车截面的优劣，对进一步完善列车外形有着重要的意义。本文选取CRH1，CRH2，CRH5典型高速列车为研究对象，在二维条件下建立能够较为真实反映列车外形的列车截面模型，并建立相应的Chiumodel模型。对选定的计算区域进行网格离散化，应用成熟流体计算软件 FLUENT 对其外流场进行数值计算，并在充分论证的基础上确定了边界条件，选取了能够合理描述流场运动的湍流模型和控制方程，计算了8-12级不同风速下6种列车外形的受力情况。通过比较相同车型相同风速下不同网格尺度的计算结果，验证计算结果的网格无关性；将CRH1，CRH2，CRH5三种典型高速列车外形与其相应的Chiumodel模型进行比较，分析其受力情况、压力分布、流场特性等信息，研究不同的列车截面形状对列车受力情况的影响。关键词：高速列车，空气动力学，数值计算，横风效应，列车稳定性
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