平顺化设计对路堤上列车气动特性的影响

摘要

横风会对高速列车的气动特性产生负面影响，而转向架作为暴露在外的部分，是影响整车气动性能的关键区域。采用可实现的k-ε两方程湍流模型，在列车速度为400 km/h、横风速度为20 m/s的条件下，对两种列车进行数值模拟，以评估转向架平顺化设计对路堤上列车气动特性的影响。研究对比横风环境下列车与路堤及其周边流场结构的差异，重点分析列车头部转向架腔体的流场结构；此外，还探讨了平顺化处理后列车3节车厢的气动力变化，并明确转向架区域对列车整车气动特性的影响。研究结果表明：在安装全覆盖裙板及底板后，整车阻力减小26.64 kN,升力减小36.25 kN,而侧向力增大6.55 kN。同时，转向架区域产生的涡流是列车背风侧压力变化的主要原因。该研究为新一代高速列车的运行安全和气动节能设计提供了重要参考。

关键词

高速列车 / 横风 / 平顺化设计 / 转向架 / 流场结构