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风障对桥面风环境影响的数值模拟研究

董香婷  
【摘要】: 汽车在行驶过程中受到侧风的作用,可能发生侧滑、侧倾等安全问题,影响车辆的安全行驶,尤其在超大型桥上行驶的汽车。由于桥面高程、结构绕流等因素,使得风对汽车行驶安全的影响问题变得突出。侧风引起的汽车安全事故时有报道,风对行车安全的影响更多表现在风致事故造成长时间的交通阻塞,车辆的侧风安全性问题也受到越来越多的重视。风障是解决行车安全问题的主要手段,尤其在强侧风环境下。 计算流体动力学(CFD)是近40年发展起来的新兴学科,随着计算理论和计算机的发展,其在最近的十几年得到了普遍的重视和运用。本文基于计算流体力学的基本理论,依托FLUENT软件强大的建模与分析处理平台,研究了风障对桥面风环境的影响。首先对未安装风障、安装连续风障和安装渐变风障时侧风作用下的桥面风环境进行数值模拟,分析比较两种风障对桥面风环境的影响;接着在考虑风速、车型、路面条件和车速的基础上,分析计算出了四种典型车辆的安全行车临界风速,分析了连续风障和渐变风障对各种车型的行车安全的影响;最后结合新疆列车翻车事故建立了列车三维模型,通过计算分析未安装风障和安装风障时列车三维绕流下的压力分布、流迹线和气动力,计算得出列车的倾覆系数和脱轨系数,以分析列车在侧风下的稳定性,并分析了风障对行车安全的影响。研究的结果对车辆的安全行驶具有重要的参考价值和实际意义。


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