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简论计算强风地区列车空气阻力与其影响

收藏本文 2024-04-18 点赞:5575 浏览:16573 作者:网友投稿原创标记本站原创

摘要:强风地区站停车辆往往会因为受到纵向气动力、线路坡度等外界条件的影响而产生溜逸事故;而运转列车经常会因为受到剧烈增大的空气阻力而导致机车牵引能力不足、能耗增加等不足。由此,强风地区站停车辆纵向气动力及运转列车空气阻力的探讨刻不容缓。本论文采取论述浅析、数值计算和风洞试验相结合的策略开展探讨。分别对强风地区站停车辆和运转列车在不同工况下的空气阻力进行了数值模拟,并以此为基础对车辆防溜安全所需最少手制动车辆数及列车牵引计算进行了探讨。得出以下重要结论:站停车辆纵向气动力与风速的平方呈正比,在风向角为30。时最大。结合新疆铁路风区各站的历史最大瞬时风速和风向,以及各站的线路坡度和防风设施情况,根据车辆发生溜逸的临界条件,确定了风区各站不同车型防溜所需最少手制动车辆数的计算公式。运转列车空气阻力在侧偏角为30。时最大,土堤式挡风墙可以使空气阻力减小20%-40%,其他类型挡风墙可以使空气阻力减小60%-75%。根据不同环境风作用下列车牵引运转时的合力曲线图,确定了不同环境风条件下的均衡速度:如单层客车,无环境风下均衡速度可达170km/h;无挡风墙条件下,32m/s和46m/s的环境风作用下均衡速度分别为67km/h和45km/h;土堤式挡风墙条件下,32m/s和46m/s的环境风作用下均衡速度分别为80km/h和58km/h。本论文探讨结果可为大风环境下车辆防溜和列车牵引计算浅析提供指导,可为改善和修改乌鲁木齐铁路局现行的《大风天气列车安全运转办法》提供科学依据,具有重要的工程运用价值。关键词:空气阻力论文数值计算论文防溜论文牵引计算论文

    摘要4-5

    ABSTRACT5-9

    第一章 绪论9-16

    1.1 探讨背景和作用9-11

    1.2 国内外探讨近况11-13

    1.2.1 国外探讨近况11-12

    1.2.2 国内探讨近况12-13

    1.3 列车空气阻力形成机理浅析13-14

    1.3.1 列车气动压差阻力形成机理浅析13-14

    1.3.2 列车气动摩擦阻力形成机理浅析14

    1.4 本论文主要探讨内容14-16

    第二章 数值计算策略及验证性探讨16-24

    2.1 数值计算16-21

    2.1.1 基本制约方程16

    2.1.2 湍流模型16-17

    2.1.3 数值计算模型17-21

    2.2 风洞试验21-22

    2.2.1 风洞试验介绍21

    2.2.2 试验模型21-22

    2.3 风洞试验与数值计算结果比较浅析22-23

    2.4 本章小结23-24

    第三章 强风区站停车辆纵向气动力及防溜探讨24-33

    3.1 站停车辆纵向气动力影响因素浅析24-29

    3.1.1 不同车型纵向气动力计算结果24-26

    3.1.2 站停车辆周围流场浅析26-27

    3.1.3 风速对车辆纵向气动力的影响27-28

    3.1.4 编组对车辆纵向气动力的影响28-29

    3.2 站停车辆受力浅析29-30

    3.3 站停车辆防溜手制动数的确定30-32

    3.4 本章小结32-33

    第四章 强风区运转列车空气阻力探讨33-47

    4.1 相关参数定义33-34

    4.2 挡风墙对空气阻力的影响34-36

    4.2.1 挡风墙类型对空气阻力的影响34-36

    4.2.2 挡风墙高度对空气阻力的影响36

    4.3 路堑对空气阻力的影响36-38

    4.3.1 路堑深度对空气阻力的影响37

    4.3.2 路堑坡度对空气阻力的影响37-38

    4.4 编组对空气阻力的影响38-41

    4.4.1 无挡风墙下编组对空气阻力的影响38-39

    4.4.2 有挡风墙下编组对空气阻力的影响39-41

    4.5 侧偏角对空气阻力的影响41-45

    4.5.1 无挡风墙下侧偏角对空气阻力的影响41-42

    4.5.2 土堤式挡风墙下侧偏角对空气阻力的影响42-44

    4.5.3 运转列车周围流场浅析44-45

    4.6 本章小结45-47

    第五章 强风区空气阻力对列车牵引运转的影响探讨47-57

    5.1 列车牵引运转受力浅析47-50

    5.2 空气阻力对列车牵引运转的影响浅析50-55

    5.3 本章小结55-57

    第六章 结论及展望57-59

    6.1 探讨结论57-58

    6.2 探讨展望58-59

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