4种车型横向气动性能分析与比较

根据二维定常不可压缩Navier-Stokes方程和k-ε双方程紊流模型,采用有限体积法对客车、敞车、棚车和罐车4种不同外形铁路车辆在路堤高度、横风风速相同条件下的横向气动性能进行分析与比较。研究结果表明:对于车顶外形为圆弧形的车型,空气流过圆弧形车顶时流速增加,压力下降,故其升力较大;对于车顶外形为钝形的车型,车体迎风面正压区域较大,而背风侧产生较大的漩涡区,在此区域内压力较小,故其侧向力较大;在横风作用下,客车、敞车、棚车和罐车4种车型中,罐车的侧滚力矩最小,稳定性最强,敞车和客车次之,棚车的侧滚力矩最大,其稳定性最弱;在进行强横风地段挡风墙优化设计时,可将棚车作为设防车型,以保证所有列车在强横风地段运行安全。