10.19713/j.cnki.43-1423/u.T20230783
350 km/h及以上高速受电弓气动抬升力研究
以350 km/h及以上速度级的高速受电弓为研究目标,为400 km/h高速动车组受电弓气动抬升力仿真提供精准计算方法.通过计算流体力学软件ANSYS FLUENT对高速受电弓进行仿真建模,分别基于可压缩和不可压缩Navier-Stokes方程和SST k-ω湍流模型,对350,380和420 km/h 3个速度级的高速受电弓气动抬升力进行仿真计算,发现相比使用可压缩流方法,3个速度级下使用不可压缩流计算得到的气动抬升力在开口方向和闭口方向运行时分别提升了8.2％,9.6％,11.8％和8.9％,10.6％,13.0％.为验证仿真结果,对京沪先导段线路进行高速弓网受流性能综合测试.研究结果表明:使用可压缩流进行仿真的准确性更高,3个速度级下的偏差在开口方向和闭口方向上分别为3.3％,3.1％,2.7％和3.1％,2.5％,1.7％.相较之下,使用不可压缩流的偏差在开口方向和闭口方向运行时分别为5.3％,7.3％,10.2％和6.5％,9.0％,13.0％.在特殊工况和狭窄环境中,采用可压缩流方法,420 km/h开口方向运行时,气动抬升力基于温度的提升为7.7％(0℃)和18.2％(-25℃),基于壁面横截面积的提升分别为19.0％(60 m2),16.7％(70 m2),14.5％(80 m2)和13.3％(90 m2).因此,对400 km/h速度级及以上的高速动车组,建议采用可压缩流进行仿真以获得更精确的预测结果.对于现有350 km/h速度级的高速动车组,需考虑特殊工况和狭窄环境下气动抬升力的升高,通过合理优化措施提高列车运行的安全性和稳定性.
弓网空气动力学、气动抬升力、流体可压缩性、仿真计算、高速受电弓
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U264.34(机车工程)
中国国家铁路集团有限公司科技研究开发计划;中国铁道科学研究院集团有限公司重点课题
2023-11-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）
共12页
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