机械工程学报 ›› 2026, Vol. 62 ›› Issue (16): 179-195.doi: 10.3901/JME.260864
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黄尊地1, 刘夕语1, 刘镕源1, 常宁1, 凌亮2
HUANG Zundi1, LIU Xiyu1, LIU Rongyuan1, CHANG Ning1, LING Liang2
摘要: 动力集中动车组过陇海线单线小断面隧道时,气动载荷与瞬时压力变化威胁行车安全及旅客舒适性,研究针对此气动特性进行了数值分析。采用空气动力学仿真与滑移网格技术,研究不同速度下9编组动车组的气动载荷与表面压力变化,并从时域与频域探讨速度、隧道长度对侧向力、阻力、升力等参数的影响。结果表明,列车速度越高,侧向力越大;头车与中间车侧向力较小,尾车受空气旋涡影响最显著,可达整车的60%以上,对整体侧向力起主导作用。最不利隧道长度随速度升高而减小,尾车侧向力幅值可达600%。气动侧向力持续作用时间长,可能影响轨道稳定性并导致尾车晃动。列车在隧道中运行时,正压减小、负压增大;尾车出入口处压力不对称,受尾涡影响,两侧压力差87~375 Pa。普通条件下,头车气动阻力约为尾车的4倍;在最不利隧道中,入隧时阻力迅速上升,随后波动。头车受压缩波增阻、膨胀波减阻,中间车变化较小,尾车规律相反。列车进出隧道时升力波动明显,速度由120 km/h增至160 km/h时升力增幅可达200%,峰值随隧道长度增大而增强。3车升力占全车58%,对速度变化最敏感。研究成果为提升列车运行安全与乘坐舒适性、保障陇海线高效稳定运营提供技术支撑。
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