跨座式单轨车辆气动性能分析

【摘要】： 跨座式单轨列车作为一种外形独特的城市轨道交通工具,尤其适合像重庆这样山地较多、地形复杂、建筑物较密集的大型城市以满足其缓解巨大交通压力的需求。由于跨座式单轨车辆相关技术一直以来被日本所垄断,而在我国针对跨座式单轨车辆的研究尚处于起步阶段。因此,建立一套适合我国国情的跨座式单轨车辆自主研发的完善方法成为必然。 本文基于跨座式单轨车外观造型的空气动力学,以列车空气动力学、计算流体力学为理论基础,在国内首次对迎风、侧风及横风环境下共九种方案的跨座式单轨车辆的气动性能进行了仿真分析。具体取得了以下成果: 1、建立了不同造型方案的跨座式单轨车头车简化模型、流线造型的列车简化模型及不同方案下的计算模型。 2、进行了跨座式单轨车辆外流场数值模拟的流体状态参数、计算模型、湍流模型、边界条件及迭代收敛标准研究。 3、进行了迎风环境下的跨座式单轨列车头车空气动力特性仿真计算,对不同造型跨座式单轨车头车(未考虑转向架和考虑转向架)外流特性进行了基于空气阻力的比较分析。 4、进行了迎风环境下的跨座式单轨列车气动性能仿真计算,分析了跨座式单轨列车外部流场结构及单轨列车气动性能的主要影响因素,并对单轨列车的造型提出了改进建议。 5、进行了侧风环境、横风环境下的跨座式单轨列车气动性能仿真计算,分析了跨座式单轨列车侧风稳定性及横风稳定性的主要影响因素。提出了改善侧风、横风稳定性的措施。