机械工程学报 ›› 2025, Vol. 61 ›› Issue (6): 238-248.doi: 10.3901/JME.2025.06.238
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盛旭高1, 于梦阁1, 戴志远2, 张骞1
SHENG Xugao1, YU Mengge1, DAI Zhiyuan2, ZHANG Qian1
摘要: 为定量分析雨滴粒径分布对高速列车气动性能的影响,基于Euler方法建立高速列车外流场模型,并验证其计算方法有效性,基于Lagrange方法分别建立均一粒径及非均一粒径降雨模型,采用相间耦合方法开展不同降雨模型、不同降雨强度及不同车速下高速列车风雨耦合数值模拟。计算结果表明:均一粒径降雨模型的雨滴降落轨迹近似平行,非均一粒径降雨模型的雨滴降落轨迹交错复杂;两种降雨模型下,单位时间内落至车身的雨滴质量均随降雨强度及车速的增大而增大;当车速一定时,车身表面雨滴浓度随降雨强度的增大而增大,均一粒径降雨模型的车身表面雨滴浓度分布较为集中规律,非均一粒径降雨模型的车身表面雨滴浓度分布较为分散杂乱;当车速一定时,随着降雨强度的增大,列车鼻尖处的正压范围逐渐增大,列车所受的气动阻力及纵向雨载荷增大;在同一车速及降雨强度下,与均一粒径降雨模型的计算结果相比,非均一粒径降雨模型下头车鼻尖处正压范围变小,导致非均一粒径降雨模型下头车气动阻力减小,但非均一粒径降雨模型下头车纵向雨载荷变大。综合而言,非均一粒径降雨模型下头车纵向总阻力较均一粒径降雨模型减小。
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