基于纳维-斯托克斯方程和紊流模型,采用有限体积法和移动网格技术,开展某市域快速列车明线气动性能数值仿真与试验研究。研究结果表明,车顶空调导流罩过渡曲面位置利于设置新风入口,车顶空调装置中间位置利于设置空调废排出口;列车交会压力波幅值与车速平方近似成正比,且在相同车体横截面上随高度增加而减小;横风效应使列车压力分布呈现强非对称性,气动阻力明显增加;动模型试验进一步验证了仿真的准确性,为列车良好的气动外形设计和空调系统布置提供指导依据。

磁浮飞行风洞是一种“体动风静”的新概念空气动力试验设备。模型在长直线密闭管道中高速运动过程的气动特性复杂,会对周围流场产生强烈的扰动,涉及到波系传播和气动与结构之间的单向耦合问题。本文从气动结构耦合仿真的角度,对磁浮飞行风洞试验过程中模型高速运动所产生的非定常气动特性进行了分析和评估,基于一种新型时空守恒元和解元(CE/SE)方法耦合求解了管道内模型周围的三维可压缩流场变化,获得了模型高速运动过程的气动力参数变化、波系传播特性及管道内压力分布,并开展了多孔介质消波材料参数仿真设计分析,为磁浮飞行风洞消波措施设计等提供支撑。

本文利用动模型试验方法,对国内某高速动车组通过隧道时,隧道壁面的气动压力变化进行研究。研究表明,无论是单车过隧道还是两车隧道交会工况,隧道壁面各测点最大正压值及负压值均发生在隧道中部,隧道入口及出口处压力值相对较小;隧道壁面气动压力分布主要沿隧道纵向,高度因素影响很小,入口处、隧道中心、出口处不同高度压力值均基本一致随速度增加,隧道壁面正压值、负压值均迅速增大;速度等级相同时,两车隧道交会时压力值明显大于单车过隧道工况。