橫風下高速列車流固耦合動力學聯合仿真

摘要： 基于車輛軌道耦合動力學和空氣動力學建立了高速列車流固耦合動力學行為的聯合仿真計算方法。通過將車輛軌道耦合動力學計算程序嵌入流體力學程序中，避免了流體和固體兩個求解器之間的數據交換通訊，并且采用耦合迭代步內流固邊界條件氣動力線性插值的辦法，實現了流體和固體兩個求解器時間迭代步長的獨立選取，提高了計算速度。利用建立的流固耦合計算方法，研究了6級橫風環境下列車以350km/h速度運行時的流固耦合動力學行為。比較了離線仿真和聯合仿真兩種方法下列車氣動力與姿態、安全性和舒適性指標的差異。研究表明：列車氣流的流固耦合效應對頭車氣動力和姿態的影響顯著，頭車安全性指標有所惡化。

關鍵詞： 流固耦合；空氣動力學；高速列車；橫風；聯合仿真

中圖分類號： U271.91； O355

文獻標識碼： A

文章編號： 10044523（2012）02013808