20xx年擋風(fēng)墻的疏透度對(duì)列車(chē)運(yùn)行安全的影響研究(編輯修改稿)
2025-03-15 01:12 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 險(xiǎn)。z 軸的側(cè)傾力矩對(duì)列車(chē)影響最大。側(cè)傾力矩過(guò)大直接導(dǎo)致列車(chē)翻車(chē)。為了避免側(cè)傾力矩過(guò)大造成危險(xiǎn)。應(yīng)該對(duì)該項(xiàng)參數(shù)進(jìn)行重點(diǎn)分析。
首先我們分析無(wú)擋風(fēng)墻時(shí)的列車(chē)氣動(dòng)力情況。車(chē)速保持75m/s（即270 公里每小時(shí)的高速列車(chē)）不變。在風(fēng)速為40m/s 時(shí)，列車(chē)受到的z 軸的側(cè)傾力矩。當(dāng)風(fēng)向角確定時(shí)，側(cè)傾力矩沿車(chē)身方向的變化規(guī)律為：在第1 小節(jié)側(cè)傾力矩較小，第2 小節(jié)側(cè)傾力矩最大，從頭車(chē)第3 小節(jié)到尾車(chē)第13 小節(jié)側(cè)傾力矩比較平穩(wěn)。第14，15小節(jié)側(cè)傾力矩急劇減小。列車(chē)氣動(dòng)力矩隨風(fēng)向角的變化為：隨著風(fēng)向角從0176。到90176。的增大，側(cè)傾力矩逐漸增大，風(fēng)向角在90176。的時(shí)候達(dá)到最大。隨著方向角從90176。到180176。的增大，側(cè)傾力矩逐漸減小。側(cè)傾力矩是列車(chē)安全運(yùn)行最值得關(guān)注的因素。如何防止因?yàn)閭?cè)傾力矩過(guò)高而發(fā)生危險(xiǎn)是改善列車(chē)運(yùn)行環(huán)境的主題。由圖中我們發(fā)現(xiàn)在頭車(chē)第1 小節(jié)與尾車(chē)第15 小節(jié)，側(cè)傾力矩不如車(chē)身處大，不是發(fā)生危險(xiǎn)的主要部分。而第2 小節(jié)是列車(chē)因?yàn)閭?cè)傾力矩過(guò)大發(fā)生危險(xiǎn)最有可能的地方。通過(guò)現(xiàn)有的辦法，使之減小，是使列車(chē)運(yùn)行安全的有效辦法。沿著車(chē)身方向，側(cè)傾力矩比較平穩(wěn)，如何使這個(gè)沿著車(chē)身方向穩(wěn)定的側(cè)傾力矩減小也是使列車(chē)運(yùn)行安全的主要因素。
下面我們模擬了實(shí)心的擋風(fēng)墻對(duì)列車(chē)的防護(hù)效果。為高速列車(chē)在實(shí)心擋風(fēng)墻防護(hù)下的z 軸側(cè)傾力矩。對(duì)比無(wú)擋風(fēng)墻時(shí)列車(chē)z 軸側(cè)傾力矩發(fā)現(xiàn)：側(cè)傾力矩沿車(chē)身方向有一樣的變化規(guī)律，即頭車(chē)第2 小節(jié)最大，側(cè)傾力矩沿車(chē)身方向變化平穩(wěn)。側(cè)傾力矩在尾車(chē)第15 小節(jié)處隨著列車(chē)形狀的差異變化很大。不具有代表意義。車(chē)身依然是我們研究列車(chē)安全的重點(diǎn)。104Nm。104Nm。側(cè)傾力矩減小到了八分之一以下。側(cè)傾力矩是列車(chē)發(fā)生危險(xiǎn)的最主要因素。如何降低它一直是研究列車(chē)安全運(yùn)行的關(guān)鍵。側(cè)傾力矩主要是由來(lái)流直接作用在車(chē)體表面，使得列車(chē)受來(lái)流一側(cè)的力過(guò)大造成的。還有就是來(lái)流對(duì)列車(chē)進(jìn)行繞流以后，使得列車(chē)產(chǎn)生升浮力后失去穩(wěn)定性。加擋風(fēng)墻以后，來(lái)流先沖擊到擋風(fēng)墻，在擋風(fēng)墻后形成一個(gè)大大的渦旋，列車(chē)在其中沒(méi)有與流體的激烈碰撞與突變。受到了很好的保護(hù)。修建擋風(fēng)墻對(duì)列車(chē)的運(yùn)行安全有非常好的防護(hù)效果。因此，在列車(chē)的防風(fēng)研究中，擋風(fēng)墻一直發(fā)揮著不可替代的作用。
擋風(fēng)墻的高度、厚度、距離列車(chē)的位置同行的科研成果中已給出最合理的優(yōu)化。本文也是選取的防風(fēng)效果最好的擋風(fēng)墻。在擋風(fēng)墻的高度、厚度、距離列車(chē)的位置都固定的前提下，在擋風(fēng)墻內(nèi)部有規(guī)律的挖出來(lái)一些縫隙。我們叫它為擋風(fēng)墻的疏透度。通過(guò)這些縫隙來(lái)改變流場(chǎng)，使得原來(lái)來(lái)流作用在擋風(fēng)墻上，在后面所形成的大大的渦旋，改變成有規(guī)律的細(xì)小平穩(wěn)的渦旋，使得來(lái)流對(duì)列車(chē)所造成的危險(xiǎn)降到更低。使得列車(chē)的運(yùn)行更加安全。這個(gè)想法是否存在合理性，我們下面的工作正是去驗(yàn)證它。以此為出發(fā)點(diǎn)，我們把原來(lái)的實(shí)心擋風(fēng)墻修建成了有疏透度的擋風(fēng)墻。疏透度為縫隙的空間與原來(lái)實(shí)心擋風(fēng)墻空間的比例。我們做了5%擋風(fēng)墻、10%擋風(fēng)墻、20%擋風(fēng)墻、25%擋風(fēng)墻、30%擋風(fēng)墻、35%擋風(fēng)墻、40%擋風(fēng)墻。為了做比較，我們把原來(lái)的實(shí)心擋風(fēng)墻，即沒(méi)有挖縫的擋風(fēng)墻叫做疏透度為0%的擋風(fēng)墻。我們把風(fēng)向角固定在90176。，因?yàn)樵跓o(wú)擋風(fēng)墻時(shí)，風(fēng)向角90176。時(shí)，列車(chē)最危險(xiǎn)。我們做擋風(fēng)
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