【正文】 經(jīng)詳細(xì)敘述了第一種模型的網(wǎng)格劃分過程，本節(jié)不再詳述具體劃分網(wǎng)格的方法，重點介紹劃分第二種模型網(wǎng)格的思路。 劃分網(wǎng)格最理想的情況是：靠近列車車體附近的網(wǎng)格比較密，而離車體較遠(yuǎn)的地方網(wǎng)格比較疏松，同時網(wǎng)格盡量用結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，在邊界曲線很復(fù)雜時在考慮用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格?？紤]到上面這些原則，我們把列車較近表面從新圍起，與車體邊界構(gòu)成一個計算區(qū)域，這個區(qū)域的外邊界與整體計算邊界線構(gòu)成第二個計算區(qū)域。由于區(qū)域一的邊線不規(guī) 則，所以用非結(jié)構(gòu)網(wǎng)格，而且網(wǎng)格密度也較密；區(qū)域二距車體表面較遠(yuǎn)，各邊界也規(guī)則，所以用較疏的結(jié)構(gòu)網(wǎng)格。 網(wǎng)格劃分圖 41。 圖 41 對稱模型網(wǎng)格劃分圖 仿真計算 同第三 章相同，網(wǎng)格劃分好之后生成網(wǎng)格文件，然后導(dǎo)入 Gambit 中，選擇材料，定義邊界條件，設(shè)置求解控制參數(shù)，初始化，進(jìn)行迭代計算。 此模型 迭代到 200 步收斂。其收斂曲線圖如 42。 大連交通大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 23 圖 42 對稱模型 收斂曲線圖 計算結(jié)果后處理 對稱模型計算出的數(shù)據(jù)與單車頭模型有很大的區(qū)別，不僅外流場壓力 峰值 減小， 而且負(fù)壓區(qū)域也有所改 善，如圖 43 壓力云圖所示。 圖 43 對稱模型外流場壓力云圖 大連交通大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 24 對稱模型的外流場變化最大的是其尾流情況，由于尾部形狀與車頭相同（這也是現(xiàn)在動車組的實際情況），都是有流行型曲線構(gòu)成沒有橫截面面積突然變化的情況，這就大大改善了車體外流場特性，尾部湍流現(xiàn)象明顯減弱，幾乎沒有湍流現(xiàn)象，如圖 44。 圖 44 對稱模型尾部湍流 圖 45 對稱模型車體表面壓力 系數(shù) 分布圖 大連交通大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 25 湍流的減弱同時也大大地減小了車的阻力，車體表面的粘性系數(shù)也減小。對比表 41與表 31 可以看出整個車體所受力大小也有很大的改 善。 表 41 對稱模型 X方向各邊界力及系數(shù) 范圍 壓力 N 粘滯力 N 總力 N 壓力系數(shù) 粘滯系數(shù) 總系數(shù) train_bottom train_top 大連交通大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 26 第五章 結(jié)論 隨著列車速度的不斷提高，空氣阻力等影響列車動力性、經(jīng)濟(jì)性、安全性、舒適性等性能的空氣動力學(xué)問題日益突出，高速列車運行空氣流場分析成為一項重要課題。本論文試圖仿真出 200km/h 列車運行時空氣流場的情況，得出相關(guān)的受力大小、力的分布及相關(guān)系數(shù) ，為指導(dǎo)設(shè)計提供理論 依據(jù)。 將近一個學(xué)期的畢業(yè)設(shè)計，應(yīng)用著名的國際商用軟件進(jìn)行了高速列車的研究、設(shè)計、參數(shù)優(yōu)化和數(shù)值仿真。雖然受計算機(jī)條件的限制，并沒有計算出三維的高速列車的外流場參數(shù)，但是從中獲益非淺，現(xiàn) 總結(jié)如下： 按照要求在 Gambit 軟件中建立了二維時速 200 公里 /小時的計算模型，并根據(jù)列車的流場特點，在模型的網(wǎng)格生成方面，采用了結(jié)構(gòu)化網(wǎng)格和非結(jié)構(gòu)化的網(wǎng)格結(jié)合的方法，靠近列車壁面的地方網(wǎng)格劃分的盡可能密一些，而在遠(yuǎn)離列車壁面的地方網(wǎng)格可以疏一些。這樣可以提高計算結(jié)果的準(zhǔn)確性。 將所建立的高速列車模型輸入現(xiàn)在流行的商用專業(yè) CFD 軟件 —— Fluent 中，采用標(biāo)準(zhǔn)的 Ke兩方程湍流模型進(jìn)行空氣動力學(xué)數(shù)值模擬計算，通過高速列車的外表面速度和壓力分布云圖， 分析外表面流場特性。 對比了對稱模型與單車頭模 型的外流場特性，從仿真計算的數(shù)據(jù)可以看出尾部形狀出車體流場影響很大，尾部采用流線型 大大地改善車體外流場對減小阻力，降低列車升力，提高列車運行穩(wěn)定性都有很大的幫助，這也是實際動車組設(shè)計成雙車頭的原因。 計算模型網(wǎng)格劃分和模型簡化對計算結(jié)果有較大的影響，須進(jìn)一步深入研究，以使仿真計算結(jié)果更準(zhǔn)確地反映實際氣動規(guī)律，為高速列車氣動外形設(shè)計提供定量化參數(shù)，另外二維模型的計算結(jié)果并沒有三維模型的精確，但是限于計算機(jī)條件和本人能力，我并沒有完成此項工作，這也是今后努力的方向。 綜上所述，本文對高速列車的外流場的湍流現(xiàn) 象有了一定的理性研究 ，熟練掌握了 CFD 軟件的模擬仿真方法，通過對比 兩種不同 高速列車 模型的外流場的速度與壓力分布，對列車外流場的影響因素有了一定的了解 ，為今后指導(dǎo)設(shè)計獲得更好的列車外型提供了依據(jù)。鑒于本人學(xué)識和時間以及計算機(jī)條件的限制，本文的工作尚有許多不完善之處，敬請各位老師批評指正。 大連交通大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 27 謝 辭 論文是在導(dǎo)師王東屏教授的悉心指導(dǎo)下完成的，本文從選題到完稿無不浸透著導(dǎo)師的心血。在這次大型的畢業(yè)設(shè)計中，王老師嚴(yán)謹(jǐn)?shù)闹螌W(xué)態(tài)度、耐心的講解使我獲益非淺。王老師在繁忙的科研工作的同時，利用課余時間給我們指導(dǎo)設(shè) 計和修改模型，真誠的為我們指導(dǎo)。本次論文設(shè)計不僅豐富了我的知識范疇，最重要的是培養(yǎng)了我嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實，勤懇認(rèn)真的科研態(tài)度，這將使我受益一生，再一次衷心表達(dá)對王教授深深的敬意。 感謝我們同組的其他同學(xué)對我在設(shè)計過程中疑難問題給以耐心的講解。 感謝曹剛同學(xué)在本次論文編寫過程中給以的大力協(xié)助。 感謝機(jī)械電子教研室給我們提供良好的上機(jī)環(huán)境。 感謝所有幫助和支持我的同學(xué)和朋友們。 大連交通大學(xué) 2021 屆本科畢業(yè)設(shè)計（論文） 28 參考文獻(xiàn) [1] 周雪漪 .計算水力學(xué) [M].北京：清華大學(xué)出版社， 1995. 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