基于POD分解的高速列车尾流动力学特性研究

• 作者: 刘雯 张子健 杨国伟 郭迪龙
• 来源期刊: 铁道学报
• 学科: 交通运输
• 关键词: 高速列车 尾涡 POD IDDES
• 年，卷（期）: 2020,（9）
• 所属期刊栏目: 铁道机车车辆、电气化
• 页码范围: 49-57
• 页数: 9页
• 分类号: U292.91
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.1001-8360.2020.09.007

摘要

高速列车尾流场是复杂的湍流区域,强度不同的旋涡迅速地生成和脱落,对乘客乘坐舒适性和列车运行稳定性、安全性造成重大影响.以CRH380A三编组列车为研究对象,采用IDDES方法对200～450 km/h速度范围内高速列车尾涡的动力学特性进行了研究;通过POD方法对尾流区的强非定常流动进行了降阶分析,基于能量排序得到了流场演化过程中的重要相干结构和主要规律,并分析了各阶POD模态在尾流场演化中的物理内涵.通过对不同速度下的模态结构数量、模态频率等特性的对比分析发现,尾涡脱落的无量纲频率S t≈0.15,这确立了高速列车尾涡脱落频率与运行速度的线性关系.研究结果证明了POD方法在列车复杂尾流场研究中的有效性,并为尾车气动外形优化设计提供了参考依据.