20xx年擋風(fēng)墻的疏透度對列車運行安全的影響研究(編輯修改稿)
2025-03-15 01:12 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 險。z 軸的側(cè)傾力矩對列車影響最大。側(cè)傾力矩過大直接導(dǎo)致列車翻車。為了避免側(cè)傾力矩過大造成危險。應(yīng)該對該項參數(shù)進行重點分析。
首先我們分析無擋風(fēng)墻時的列車氣動力情況。車速保持75m/s（即270 公里每小時的高速列車）不變。在風(fēng)速為40m/s 時，列車受到的z 軸的側(cè)傾力矩。當(dāng)風(fēng)向角確定時，側(cè)傾力矩沿車身方向的變化規(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，從頭車第3 小節(jié)到尾車第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。列車氣動力矩隨風(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。的時候達到最大。隨著方向角從90176。到180176。的增大，側(cè)傾力矩逐漸減小。側(cè)傾力矩是列車安全運行最值得關(guān)注的因素。如何防止因為側(cè)傾力矩過高而發(fā)生危險是改善列車運行環(huán)境的主題。由圖中我們發(fā)現(xiàn)在頭車第1 小節(jié)與尾車第15 小節(jié)，側(cè)傾力矩不如車身處大，不是發(fā)生危險的主要部分。而第2 小節(jié)是列車因為側(cè)傾力矩過大發(fā)生危險最有可能的地方。通過現(xiàn)有的辦法，使之減小，是使列車運行安全的有效辦法。沿著車身方向，側(cè)傾力矩比較平穩(wěn)，如何使這個沿著車身方向穩(wěn)定的側(cè)傾力矩減小也是使列車運行安全的主要因素。
下面我們模擬了實心的擋風(fēng)墻對列車的防護效果。為高速列車在實心擋風(fēng)墻防護下的z 軸側(cè)傾力矩。對比無擋風(fēng)墻時列車z 軸側(cè)傾力矩發(fā)現(xiàn)：側(cè)傾力矩沿車身方向有一樣的變化規(guī)律，即頭車第2 小節(jié)最大，側(cè)傾力矩沿車身方向變化平穩(wěn)。側(cè)傾力矩在尾車第15 小節(jié)處隨著列車形狀的差異變化很大。不具有代表意義。車身依然是我們研究列車安全的重點。104Nm。104Nm。側(cè)傾力矩減小到了八分之一以下。側(cè)傾力矩是列車發(fā)生危險的最主要因素。如何降低它一直是研究列車安全運行的關(guān)鍵。側(cè)傾力矩主要是由來流直接作用在車體表面，使得列車受來流一側(cè)的力過大造成的。還有就是來流對列車進行繞流以后，使得列車產(chǎn)生升浮力后失去穩(wěn)定性。加擋風(fēng)墻以后，來流先沖擊到擋風(fēng)墻，在擋風(fēng)墻后形成一個大大的渦旋，列車在其中沒有與流體的激烈碰撞與突變。受到了很好的保護。修建擋風(fēng)墻對列車的運行安全有非常好的防護效果。因此，在列車的防風(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)律的挖出來一些縫隙。我們叫它為擋風(fēng)墻的疏透度。通過這些縫隙來改變流場，使得原來來流作用在擋風(fēng)墻上，在后面所形成的大大的渦旋，改變成有規(guī)律的細小平穩(wěn)的渦旋，使得來流對列車所造成的危險降到更低。使得列車的運行更加安全。這個想法是否存在合理性，我們下面的工作正是去驗證它。以此為出發(fā)點，我們把原來的實心擋風(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實心擋風(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，我們把原來的實心擋風(fēng)墻，即沒有挖縫的擋風(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。，因為在無擋風(fēng)墻時，風(fēng)向角90176。時，列車最危險。我們做擋風(fēng)
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