张琰
- 作品数：8 被引量：24H指数：3
- 供职机构：中南大学交通运输工程学院轨道交通安全教育部重点实验室更多>>
- 发文基金：湖南省自然科学基金国家自然科学基金更多>>
- 相关领域：交通运输工程机械工程更多>>
- 轨道车辆冰雪风洞收缩段曲线对试验段流场特性的影响
- 2023年
- 采用基于SST k-ω的IDDES湍流模型研究轨道车辆冰雪风洞流道空气流动品质,并分析收缩段约束曲线对试验段内流场品质的影响。采用风洞流场校测的数据验证本文数值模拟方法的计算精度可靠性、网格尺度无关性和湍流模型适应性。研究结果表明:原始工况下,收缩段入口处由于拐角导流片导致流动分离,气流速度呈锯齿状分布;在试验段喷口前未发生明显流动分离,试验段速度均匀分布;喷口射流与周围的动量交换而导致速度较低,涡量增加,湍流度也较高。不同收缩段曲线工况中,维氏曲线在收缩段入口位置过快收缩,导致截面的速度均匀性较差,维氏曲线对一阶变量如速度、俯仰角、偏航角等变量影响较大,双三次曲线对二阶变量影响较大。综合考虑风洞收缩段气动外形关键参数设置,五次收缩段曲线对保证试验段流场品质效果最佳。
- 王家斌高广军张琰张琰商雯斐于尧
- 关键词：流场品质
- 一位端转向架位置对高速列车底部风雪运动特性的影响
- 2023年
- 为缓解高寒高速列车转向架区域积雪严重的问题,采用基于Realizable k-ε湍流模型的非定常雷诺时均方法(URANS)和离散相模型(DPM)研究一位端转向架位置对高速列车转向架区域风雪运动以及转向架表面积雪分布的影响。研究结果表明:一位端转向架后移有效削减了头车排障器下方的负压波动幅值以及设备舱后端板迎风面的正压分布幅值,并降低头车转向架下方风雪流动的垂向速度分布,在缓解高速风雪流对转向架底面猛烈冲击作用的同时,还抑制雪粒在转向架中间区域以及后端板附近的垂向爬升,进而减小转向架关键部件周围和转向架上方的雪粒浓度分布;头车转向架表面的积雪分布范围随着一位端转向架向后移动而逐渐减小,且一位端转向架后移1倍轴距可将头车转向架1和转向架2的积雪质量分别降低31.85%和14.11%。
- 王家斌张琰张洁张洁王田天高广军
- 关键词：高速列车
- 高速列车头车主型线变化对列车周围流场影响研究
- 2017年
- 采用三维雷诺时均SST k-ω双方程湍流模型和有限体积法对一种已经运营的高速列车周围流场进行数值模拟,分析列车头部主型线的变化对列车周围流场的影响,将计算结果在风动试验中进行验证。研究结果表明:列车周围压力场的差异主要存在于主型线变化区域,车身受到的影响有限;列车尾部流场受到主型线的影响较大,造成了尾车气动载荷数据差异较大;该型号列车头部纵剖面和水平剖面型线造成的头部的局部变化并未能大幅提高列车的抗风性能。研究方法及结果可为高速列车外形设计提供有效参考。
- 何侃侯亚捷高广军张洁谢菲张琰张亚妮
- 关键词：高速列车流场数值模拟
- 高速列车制动夹钳积雪结冰数值仿真研究被引量：6
- 2017年
- 采用基于Realizable k-ε湍流模型的数值仿真方法对制动夹钳积雪结冰问题展开研究,并通过风洞实验验证数值仿真结果的正确性。分析制动夹钳周围的空气流动特性和夹钳表面的压力分布特点。研究结果表明:高速气流主要在转向架下部流动,仅有少量低速气流向上偏转进入到转向架上方区域。大量雪粒子跟随高速气流冲刷制动夹钳并在其下表面形成严重的积雪结冰,而少量雪粒子跟随上扬气流进入转向架上方区域,重力作用下,在夹钳上表面形成少量积雪。雪粒子跟随高速列车单向运行时,气流对后侧制动夹钳的冲刷作用强于前侧,前侧夹钳处于负压环境中,而后侧夹钳迎风侧和底部呈现明显正压,导致后侧夹钳的积雪结冰前侧夹钳更为严重。
- 黄照伟冯永华高广军王家斌张琰
- 关键词：高速列车制动夹钳数值仿真
- 基于离散相的高速动车组转向架区域积雪问题研究被引量：5
- 2020年
- 为了研究高速动车组转向架区域的积雪结冰问题,针对简化的车体和转向架模型,采用三维非定常雷诺时均Realizable k-ε湍流模型(URANS),耦合离散相模型(DPM)流场仿真计算,模拟高速动车组转向架区域流场和雪粒子分布情况。研究结果表明:转向架底部高速气流携带雪花从转向架中部和后方向上折返进入转向架上方区域,并形成低速漩涡,雪花在狭窄处逐渐堆积;转向架底部各零部件迎风侧表面受到气流直接冲击,表面呈现较为明显的正压,在发热零件表面极易形成积雪积冰。另外,沿着列车运行方向,后3台拖车转向架比第1台拖车转向架表面的粒子黏附情况依次减少56.43%,95.42%,95.47%,第2台动车转向架比第1台动车转向架表面黏附粒子数减少51.74%。
- 韩俊臣宋春元徐芳高广军张琰田振
- 关键词：高速动车组转向架数值模拟
- 高寒动车组槽型引流式结构的防积雪性能研究
- 2023年
- 为了解决高寒动车组车载防转向架区域积雪难题,采用基于Realizable k−ε湍流模型的非定常雷诺时均方法(URANS)和离散相模型(DPM)研究槽型引流结构对高寒高速列车转向架区域风雪运动特性的影响。研究结果表明:高寒动车组安装槽型引流结构可促使车底剪切层提前分离,从而大幅度降低转向架区域内的风雪流向运动速度,并抑制转向架区域内风雪垂向速度的波动幅值,进而有效缓解转向架区域的积雪情况。相比于5.14°导流槽结构,10°导流槽结构明显改变了转向架入口位置的风雪流运动方向,进而有效降低了转向架下方风雪流的垂向分布范围,削弱了车底高速气流和高浓度雪粒对转向架发热部件迎风面的冲击作用;10°导流槽结构还显著抑制了风雪流在转向架中间区域和后端板位置的向上爬升运动,降低了转向架上方悬浮雪粒数量,进而减小了转向架上表面积雪分布;相比于原始高寒动车组,5.14°和10°槽型引流防积雪结构可使所有转向架积雪总质量分别降低19.6%和28.3%。
- 高广军刘操张琰张琰张琰王家斌
- 高寒动车组转向架区域积雪结冰数值仿真研究被引量：19
- 2017年
- 对简化的高寒动车组模型,运用OpenFOAM进行网格划分,采用SST k-ω的湍流模型来模拟高寒动车组转向架区域的空气流场特性,分析转向架区域的速度场与压力场。研究结果表明,转向架区域结构复杂,夹带雪粒子的气流将冲击转向架区域的发热元件,所受冲击部位正压较大,夹带的雪粒子于此迅速融化、结冰。同时在转向架上方存在大量低速涡流,雪粒子在低速涡流处静止并落于转向架部件表面。随着速度增加,转向架区域中夹带的雪粒子增加,相应部位的积雪、结冰问题更为严重。
- 冯永华黄照伟张琰高广军
- 关键词：计算流体动力学SST
- 运动边界对冰雪风洞试验段流场特性影响研究
- 2024年
- 轨道列车转向架区域的积雪结冰现象,是关乎列车运行稳定以及行车安全的关键问题。为了解决转向架区域的积雪结冰问题,研建列车转向架积雪结冰风洞以研究原始比例模型转向架区域流场特性。基于SST k-ω的IDDES湍流模型,分析不同运动边界条件下风洞试验段气流流动特性,探索积雪结冰风洞在现有运动边界条件下的流场模拟适应性与差距。通过网格无关性验证和流场校测,验证数值方法能够满足积雪结冰风洞流场的模拟。研究结果表明:静止地面和静止轮对无法近似模拟真实环境下运动地面和旋转轮对的边界条件的流场特性,轨面以上的空间平均速度最高偏大5倍,静止地面和旋转轮对的风洞实际边界与真实边界更接近;静止地面和静止轮对下转向架后侧的空间压强平均负压高于其他工况,车体后端板表面和转向架表面平均负压强偏差较大,静止地面和旋转轮对的表面负压平均偏差9%,转向架轮对表面压强偏差15%;不同工况下的转向架区域的湍流度差别不大,转向架前侧区域的湍流度在静止地面和轮对下整体偏大。综上所述,在不同试验段运动边界条件下,现有积雪结冰风洞中静止地面和旋转轮对边界条件能较好地模拟实际运行状态下的转向架区域流场特性,为后续试验研究转向架区域的流场特性和积雪结冰问题奠定基础。
- 高广军张琰张琰刘操于尧王家斌
- 关键词：风洞转向架数值仿真
